Az 1958-ban Luxembourgban (Luxemburgi Nagyhercegség) született François Biltgen 1981-ben jogi diplomát, 1982-ben közösségi jogi DEA-t (mesterdiploma) szerez az Université de droit, d’économie et de sciences sociales de l’université de Paris II Panthéon-Assason (Jog-, Gazdaság- és Társadalomtudományi Egyetem - Párizsi 2. sz. Panthéon-Assas Egyetem, Franciaország). 1982-ben emellett az Institut d’études politique de Paris-n (Párizsi Politikai Tanulmányok Intézete, Franciaország) is diplomát szerez.

Miután 1987-ben felveszik a Luxemburgi Nagyhercegség ügyvédi kamarájába, 1999-ig ügyvédi szakmai tevékenységet folytat. Ezzel párhuzamosan kezdi meg politikai karrierjét: 1983-tól 1994-ig a luxemburgi képviselőház keresztényszociális párti frakciójának titkára, majd 1987-től 1999-ig Esch-sur-Alzette város (Luxemburg) önkormányzati képviselőtestületének tagja, 1997-től 1999-ig pedig városi tanácsának tagja, aminek köszönhetően 1994 és 1999 között az Európai Unió - Régiók Bizottsága melletti luxemburgi küldöttség póttagjává jelölik ki. 1994-ben öt évre a luxemburgi képviselőház képviselőjévé választják, ennek keretében tevékenyen részt vesz a jogalkotási tevékenységekben, többek között az uniós jogi aktusokra vonatkozó számos törvénytervezettel kapcsolatos előadói feladatok ellátása révén.

Az 1999. évi parlamenti választásokat követően a luxemburgi kormány tagja, ennek keretében egymást követően több minisztérium vezetésére kap megbízást: 1999 és 2004 között munkaügyi és foglalkoztatási miniszter, vallásügyi miniszter, a parlamenti kapcsolatokért felelős miniszter, majd távközlésért felelős miniszter; 2004 és 2009 között munkaügyi és foglalkoztatási miniszter, vallásügyi miniszter, majd kulturális, felsőoktatási és kutatási miniszter; 2009-től 2013-ig igazságügyi miniszter, a közszolgálatért és a közigazgatás reformjáért felelős miniszter, felsőoktatási és kutatási miniszter, távközlési és tömegtájékoztatási miniszter, majd vallásügyi miniszter.

A miniszteri megbízatásokkal összefüggésben ellátott feladatai a nemzetközi szinten folytatott tevékenységeiben is tükröződnek. 2005-ben így François Biltgen az Európai Unió Tanácsa több formációjának elnöke. 2005-ben és 2009-ben a Bolognai folyamat miniszteri értekezletének társelnöke, 2012 és 2013 között az Európai Űrügynökség (ESA) miniszteri értekezletének társelnöke.

François Biltgent 2013. október 7-én nevezik ki a Bíróság bírájává, ahol 2024. október 8. óta tanácselnök.