Franklin nació en Londres, Inglaterra, en 1920. Estudió ciencias naturales en la Universidad de Cambridge y luego completó un doctorado en química física en la Universidad de Cambridge en 1945. Después de completar su doctorado, trabajó como investigadora asociada. en la Asociación Británica de Investigación sobre la Utilización del Carbón, donde estudió la estructura del carbón.
En 1951, Franklin se trasladó al King's College de Londres para trabajar en el laboratorio de Maurice Wilkins. Wilkins también estaba trabajando en la estructura del ADN y la experiencia de Franklin en cristalografía de rayos X fue un activo valioso para el equipo. Juntos, produjeron una serie de importantes patrones de difracción de rayos X del ADN, que proporcionaron información crucial sobre su estructura.
En 1953, Watson y Crick publicaron su artículo sobre la estructura de doble hélice del ADN, basado en parte en el trabajo de Franklin y Wilkins. A Franklin no se le dio crédito por su trabajo y no fue invitada a asistir al anuncio del descubrimiento.
Franklin continuó sus investigaciones sobre la estructura del ADN y otras moléculas biológicas hasta su muerte por cáncer de ovario en 1958. Tenía sólo 37 años.
A pesar de los desafíos que enfrentó como mujer en un campo dominado por hombres, Franklin hizo contribuciones significativas al campo de la cristalografía de rayos X y la comprensión de las estructuras moleculares del ADN y otras moléculas biológicas. Su trabajo abrió el camino para el desarrollo de nuevos fármacos y tratamientos para enfermedades, y está considerada una de las científicas más importantes del siglo XX.