Franklin 1920-ban született Londonban, Angliában. Természettudományokat tanult a Cambridge-i Egyetemen, majd 1945-ben PhD fokozatot szerzett fizikai kémiából a Cambridge-i Egyetemen. A doktori fokozat megszerzése után kutató munkatársként dolgozott. a British Coal Utiliization Research Association-ben, ahol a szén szerkezetét tanulmányozta.
1951-ben Franklin a londoni King's College-ba költözött, ahol Maurice Wilkins laboratóriumában dolgozott. Wilkins a DNS szerkezetén is dolgozott, és Franklin röntgenkrisztallográfiás szakértelme értékes eszköz volt a csapat számára. Együtt számos fontos röntgendiffrakciós mintát hoztak létre a DNS-ből, amelyek döntő információkkal szolgáltak a DNS szerkezetéről.
Watson és Crick 1953-ban publikálták tanulmányukat a DNS kettős hélix szerkezetéről, részben Franklin és Wilkins munkái alapján. Franklin nem kapott elismerést a munkájáért, és nem hívták meg a felfedezés bejelentésére.
Franklin 1958-ban, petefészekrák okozta haláláig folytatta a DNS és más biológiai molekulák szerkezetének kutatását. Mindössze 37 éves volt.
Azok a kihívások ellenére, amelyekkel nőként szembesült a férfiak által uralt területen, Franklin jelentős mértékben hozzájárult a röntgenkrisztallográfia területéhez, valamint a DNS és más biológiai molekulák molekuláris szerkezetének megértéséhez. Munkája megnyitotta az utat új gyógyszerek és betegségek kezelésére szolgáló módszerek kifejlesztése előtt, és a huszadik század egyik legjelentősebb tudósaként tartják számon.