Estudió botánica, medicina y psicología en la universidad de Berkeley. Francis comienza a pintar en 1945 durante su convalecencia tras ser herido en un accidente de avión en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial. Una vez recuperado, vuelve a Berkeley para estudiar arte. En 1950 viaja a París y entra en contacto con Riopelle y B. Van Velde. Primero recibe la influencia de Monet en unas telas monocromas en grises, blancos y negros. Después el ejemplo de Matisse es decisivo para su entrada en el expresionismo abstracto, donde demuestra un manejo soberbio del color y un nuevo planteamiento del espacio. A partir de 1957 viaja frecuentemente por Asia y reside alternativamente entre San Francisco, Japón y París. La importancia del vacío en la concepción espacial del arte oriental se deja sentir en su obra, en la que sus manchas de color juegan con el blanco del soporte para definir el espacio, bien manteniéndose en los bordes, bien formando una poderosa cuadricula, bien estallando desordenadamente o siguiendo una estructura de mándala.