Franklin sa narodila v Londýne v Anglicku v roku 1920. Študovala prírodné vedy na University of Cambridge a potom pokračovala v doktorandskom štúdiu fyzikálnej chémie na University of Cambridge v roku 1945. Po ukončení doktorandského štúdia pracovala ako výskumná pracovníčka. v British Coal Utilization Research Association, kde študovala štruktúru uhlia.
V roku 1951 sa Franklin presťahoval na King's College London, aby pracoval v laboratóriu Mauricea Wilkinsa. Wilkins tiež pracoval na štruktúre DNA a Franklinova odbornosť v oblasti röntgenovej kryštalografie bola pre tím cenným prínosom. Spoločne vytvorili množstvo dôležitých röntgenových difrakčných vzorov DNA, ktoré poskytli kľúčové informácie o jej štruktúre.
V roku 1953 Watson a Crick publikovali svoj článok o štruktúre dvojitej špirály DNA, čiastočne založený na práci Franklina a Wilkinsa. Franklin nebola uznaná za jej prácu a nebola pozvaná, aby sa zúčastnila oznámenia o objave.
Franklin pokračovala vo výskume štruktúry DNA a iných biologických molekúl až do svojej smrti na rakovinu vaječníkov v roku 1958. Mala iba 37 rokov.
Napriek výzvam, ktorým čelila ako žena v oblasti, kde dominovali muži, Franklin významne prispela k oblasti röntgenovej kryštalografie a pochopenia molekulárnych štruktúr DNA a iných biologických molekúl. Jej práca pripravila pôdu pre vývoj nových liekov a spôsobov liečby chorôb a je považovaná za jednu z najvýznamnejších vedcov dvadsiateho storočia.