Ο Μιτεράν γεννήθηκε στην πόλη Ζαρνάκ (Jarnac) της περιφέρειας Σαράντ (Charente).  Είχε τρεις αδελφούς και τέσσερεις αδελφές.

Ο Φρανσουά φοίτησε αρχικά στο Κολλέγιο του Αγίου Παύλου στο Ανγκουλέμ και στη συνέχεια σπούδασε Πολιτικές Επιστήμες στο Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Παρισιού, από το οποίο αποφοίτησε το 1937.

Τα δύο επόμενα χρόνια (1937-39) εκπληρώνει τις στρατιωτικές του υποχρεώσεις, κατατασσόμενος στο Πεζικό των αποικιών. 

Το 1939 ολοκληρώνει τις σπουδές του στη Νομική στο Παρίσι και με την αναμενόμενη εμπλοκή της Γαλλίας στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο καλείται εκ νέου υπό τα όπλα και αποστέλλεται στη Γραμμή Μαζινό ως υπαξιωματικός, κοντά στο Μονμεντύ. To 1940 τραυματίστηκε, συνελήφθη αιχμάλωτος και οδηγήθηκε σε στρατόπεδο συγκέντρωσης στη Γερμανία. Ύστερα από τρεις αποτυχημένες προσπάθειες καταφέρνει τελικά να δραπετεύσει (1941).Έλαβε ενεργό μέρος στην Αντίσταση.

Ονομάσθηκε από το Στρατηγό ντε Γκωλ Γενικός Γραμματέας για τους Αιχμαλώτους Πολέμου και με την ιδιότητα αυτή έλαβε ενεργό μέρος στο Πρώτο Συμβούλιο της Προσωρινής Κυβέρνησης της Γαλλικής Δημοκρατίας που πραγματοποιήθηκε στο ελεύθερο πλέον Παρίσι στις 17 Αυγούστου .

Το 1946 εξελέγη βουλευτής της Νιέβρ (Nievre) και παρέμεινε ως το 1958. Το 1959 εξελέγη Γερουσιαστής στην ίδια περιοχή και το 1962 επανεξελέγη βουλευτής, παραμένοντας στη θέση αυτή ως το 1981.

Διατέλεσε Δήμαρχος της Σατό-Σινόν (Chateau-Chinon), Γενικός Σύμβουλος της Μοντσός (Μοntsauche), Πρόεδρος της Ένωσης των Δημάρχων και του Γενικού Συμβουλίου της Νιέβρ.

Στα 12 χρόνια της περιόδου 1946-1958, έλαβε μέρος σε πολυάριθμες Κυβερνήσεις της Γαλλίας,  Στις 16 Ιουνίου 1971 εκλέχθηκε Πρώτος Γραμματέας του Σοσιαλιστικού Κόμματος, θέση που διατήρησε ως το 1981, οπότε νίκησε τον Ζισκάρ ντ' Εσταίν στις Προεδρικές εκλογές, συγκεντρώνοντας το 51,75% των ψήφων και αναδείχθηκε Πρόεδρος της Γαλλικής Δημοκρατίας, αξίωμα που διατήρησε ως το 1994, ενώ και το 1988 κέρδισε τις προεδρικές εκλογές στο δεύτερο γύρο, με 54,01%, με συνυποψήφιο τον Ζακ Σιράκ.

Ήταν ο πρώτος πολιτικός που εκλέχτηκε για δεύτερη συνεχόμενη φορά Πρόεδρος της Γαλλίας. Ως Πρόεδρος, ο Φρανσουά Μιτεράν υπήρξε θιασώτης της ευρωπαϊκής ενότητας και συνεργασίας. Επί Προεδρίας του καταργήθηκε η θανατική ποινή στη Γαλλία, το όριο συνταξιοδότησης των εργαζομένων μειώθηκε στα 60 έτη από τα 65 (όπως είχε θεσπιστεί από το 1910) ενώ συνυπέγραψε τη Συνθήκη του Σένγκεν και τη Συνθήκη του Μάαστριχτ για λογαριασμό της Γαλλίας. Παράλληλα, η Ομοφυλοφιλία παύει να θεωρείται αδίκημα, ενώ, αντίθετα, θεωρείται αδίκημα η παρεμπόδιση της άμβλωσης.

Ο Φρανσουά Μιτεράν τιμήθηκε με πολλές διακρίσεις και συνέγραψε διάφορα βιβλία πολιτικού περιεχομένου. Η όχθη του Σηκουάνα μπροστά στο Μουσείο του Λούβρου φέρει σήμερα το όνομά του (Quai Francois Mitterrand).