François Biltgen urodził się w 1958 r. w Luksemburgu (Wielkie Księstwo Luksemburga). W 1981 r. uzyskał dyplom ukończenia studiów prawniczych, a w 1982 r. – dyplom studiów podyplomowych (DEA) w dziedzinie prawa wspólnotowego, ekonomii i nauk społecznych uniwersytetu w Paryżu (université de Paris II Panthéon-Assas, Francja). W tym samym roku ukończył instytut studiów politycznych w Paryżu (Institut d’études politiques de Paris, Francja).

W 1987 r. został przyjęty do palestry Wielkiego Księstwa Luksemburga i w latach 1987-1999 praktykował jako adwokat. Rozwijał jednocześnie karierę polityczną jako sekretarz ugrupowania parlamentarnego partii chrześcijańsko-społecznej (Parti Chrétien social) w parlamencie luksemburskim w latach 1983-1994, oraz, w latach 1987-1999, jako radca miejski w Esch-sur-Alzette (Luksemburg), gdzie w latach 1997-1999 pełnił urząd członka kolegium (échevin), dzięki czemu miał okazję pełnić w latach 1994-1999 funkcję członka zastępcy w luksemburskiej delegacji do Komitetu Regionów Unii Europejskiej. W 1994 r. został wybrany na pięcioletnią kadencję do parlamentu luksemburskiego, gdzie brał aktywny udział w działalności ustawodawczej, pełniąc między innymi funkcje sprawozdawcy wielu projektów ustaw dotyczących aktów prawa Unii.

Po wyborach w 1999 r. został powołany do rządu luksemburskiego i odpowiadał za szereg ministerstw: był kolejno, w latach 1999-2004, ministrem pracy i zatrudnienia, ministrem wyznań, ministrem stosunków z parlamentem oraz ministrem delegowanym komunikacji; w latach 2004-2009 – ministrem pracy i zatrudnienia, ministrem wyznań i ministrem kultury, szkolnictwa wyższego i badań naukowych, a następnie; w latach 2009-2013 – ministrem sprawiedliwości, ministrem służby publicznej i reformy administracji, ministrem szkolnictwa wyższego i badań naukowych, ministrem komunikacji i środków przekazu oraz ministrem wyznań.

Zadania przydzielone mu w ramach funkcji ministerialnych odpowiadały również obowiązkom na szczeblu międzynarodowym. W 2005 r. przewodniczył różnym formacjom Rady Unii Europejskiej. W latach 2005 i 2009 F. Biltgen sprawował funkcje współprzewodniczącego konferencji ministerialnej procesu bolońskiego, a w latach 2012-2013 – konferencji międzyministerialnej Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

F. Biltgen został mianowany sędzią Trybunału Sprawiedliwości w dniu 7 października 2013 r., a od dnia 8 października 2024 r. pełni funkcję prezesa izby.