Dzimis 1958. gadā Luksemburgā (Luksemburgas Lielhercogiste), François Biltgen 1981. gadā iegūst maģistra grādu tiesību zinātnē un 1982. gadā – padziļināto studiju diplomu (DEA) Kopienu tiesībās Paris II Panthéon‑Assas universitātes (Francija) Tiesību, ekonomikas un sociālo zinātņu universitātē. Tajā pašā gadā saņem diplomu no Institut d’études politiques de Paris (Parīzes Politikas zinātņu institūts, Francija).

Uzņemts Luksemburgas Lielhercogistes Advokātu kolēģijā 1987. gadā, praktizē kā advokāts no 1987. līdz 1999. gadam. Līdztekus tam īsteno arī politisko karjeru kā Sociālās kristīgo partijas parlamentārās grupas sekretārs Luksemburgas parlamentā no 1983. līdz 1994. gadam, kā Ešas pie Alzetas (Esch‑sur‑Alzette, Luksemburga) pilsētas domes padomdevējs no 1987. līdz 1999. gadam, kur viņš no 1997. līdz 1999. gadam pilda šīs pilsētas domes priekšsēdētāja vietnieka pienākumus, savukārt no 1994. līdz 1999. gadam darbojas kā Eiropas Savienības Reģionu komitejas Luksemburgas delegācijas locekļa aizstājējs. 1994. gadā uz piecu gadu pilnvaru termiņu ievēlēts par Luksemburgas parlamenta deputātu, aktīvi piedalās likumdošanas darbībā, it īpaši – veicot ziņotāja pienākumus saistībā ar daudziem likumprojektiem, kas attiecas uz Savienības tiesību aktiem.

Pēc 1999. gada parlamenta vēlēšanām tiek uzaicināts Luksemburgas valdībā, lai uzņemtos pienākumus vairākās ministrijās: secīgi darbojas kā darba lietu un nodarbinātības ministrs, reliģijas lietu ministrs, ministrs attiecībām ar parlamentu un komunikācijas lietu ministrs 1999.–2004. gadā; darba lietu un nodarbinātības ministrs, reliģijas lietu ministrs un kultūras, augstākās izglītības un pētniecības ministrs 2004.–2009. gadā, kā arī tieslietu ministrs, civildienesta un administratīvās reformas ministrs, augstākās izglītības un pētniecības ministrs, komunikācijas un plašsaziņas līdzekļu ministrs un reliģijas lietu ministrs 2009.–2013. gadā.

Uzdevumi, ko viņš veic ministra amatos, atspoguļojas arī pienākumos starptautiskajā līmenī. Tādējādi 2005. gadā viņš vada vairākus Eiropas Savienības Padomes sastāvus. 2005. un 2009. gadā F. Biltgen pilda Boloņas procesa ministru konferences līdzpriekšsēdētāja un no 2012. līdz 2013. gadam – Eiropas Kosmosa aģentūras dalībvalstu ministru konferences līdzpriekšsēdētāja pienākumus.

2013. gada 7. oktobrī F. Biltgen tiek iecelts par Tiesas tiesnesi un kopš 2024. gada 8. oktobra pilda palātas priekšsēdētāja pienākumus.