Франсуаза Фабиан родилась 10 мая 1933 года в Алжире. Её отец — испанец, а мать — француженка. Франсуаза получила артистическое образование в музыкальной консерватории Алжира (Conservatoire de Musique d’Alger), где учится играть на пианино. В начале 50-х, получив степень бакалавра, приехала в Париж и поступила в Высшую национальную консерваторию драматического искусства, где познакомилась с Жаном-Полем Бельмондо и Жаном-Пьером Марьелем.
Её дебют на сцене состоялся в 1954 году в пьесе «Пират» (Le Pirate), а в кино — в фильме Луи Феликса «Счастливого пути» (Bon voyage) 1955 года выпуска. А уже в следующем году она появилась сразу в пяти фильмах: «Воспоминания полицейского», «Сыр-бор», «Ох, уж эта девчонка!», «Дамский портной» и «Михаил Строгов».
В 1957 году вступила в брак с режиссёром Жаком Беккером (1906—1960). Но этот союз оказался недолгим. В 1963 году вышла замуж за французского актёра Марселя Боззюффи (1929—1988), с которым прожила до его кончины.
