Franciosa, 25 Ekim 1928'de New York'ta Anthony Papaleo olarak dünyaya geldi. Bir yaşındayken boşanan bir inşaat işçisi ve terzinin oğlu olan Franciosa, bundan sonra babasını nadiren gördü ve hiçbir zaman diğerini gerçekten tanıyamadı. Liseden mezun olduktan sonra, ücretsiz dans dersi almak için YMCA'ya yaptığı bir ziyaret sırasında Franciosa bir oyun seçmelerine rastladı. Annesinin kızlık soyadını sahne adı olarak alarak profesyonel oyunculuğa başlayan Franciosa, 15 Eylül 1953'te Theatre de Lys'de Broadway dışında gösterime giren ve 32 gösterimden sonra 14 Ekim'de Broadway'e transfer olan Calder Willingham'ın "End as a Man" (1955) adlı oyunuyla çıkışını yaptı. Jack Garfein'in yönettiği ve Ben Gazzara'nın (Tiyatro Dünyası Ödülü kazandı ve film versiyonunda yer alacaktı) başrolde oynadığı oyunun her ikisi de Franciosa gibi Actors Studio ile ilişkiliydi. İlk eşi Beatrice Bakalyar bir yazardı.1955'te, onu ünlü yapacak rolde ilk kez göründü: Michael V. Gazzo'nun Izdırap Kaynağı (1957) adlı oyununun Actors Studio atölye yapımında bir eroin bağımlısının kardeşi olan "Polo Pope". Yapım daha sonra Broadway'e taşındı ve Franciosa burada bir Outer Critics Circle Ödülü ve bir Tony Ödülü adaylığı kazandı. Robert Wise'ın Koruyucu Melekler (1957) filminde Paul Douglas ve Jean Simmons ile birlikte ilk kez rol alan Franciosa, Actors Studio'nun kurucularından Elia Kazan'ın Kalabalıkta Bir Yüz (1957) filminde oynadıktan sonra Fred Zinnemann'ın Izdırap Kaynağı (1957) filminde Polo Pope" rolünü tekrarladı. Franciosa 1958'de "Hatful" ile En İyi Erkek Oyuncu dalında Akademi Ödülü adaylığı kazandı ve yakışıklılığıyla Hollywood'un gözdesi oldu. Bu güçlü çıkışını, aralarında George Cukor'un Vahşi aşk (1957), Martin Ritt'in The Long, Hot Summer (1958) ve Ava Gardner ile birlikte ressam Francisco Jose de Goya'yı canlandırdığı The Naked Maja (1958) filmlerinin de bulunduğu çeşitli üst düzey A-list filmlerde rol alarak sürdürdü.Franciosa'nın kariyeri neredeyse başladığı kadar hızlı bir şekilde ivme kaybetmeye başladı, çünkü hızla kavgacı bir kişilik olarak ün kazandı ve ona "zor" olarak ün kazandırdı. George Roy Hill'in Tennessee Williams'ın Karakolda Barışalım (1962) adlı eserinden uyarladığı filmde rol almasına rağmen, 1964'te tek sezon süren Valentine's Day (1964) adlı bir TV dizisinde oynamaya başladı. 1968'de, 1966 yapımı TV filmi Fame Is the Name of the Game'in (1966) (daha sonra dizi olarak çekilen bir TV dizisi için pilot olarak çekilen ilk TV filmi) yan ürünü olan The Name of the Game (1968) adlı televizyon dizisinde üç dönüşümlü başrol oyuncusundan biri olarak rol aldı. Dizi izleyiciler arasında popüler olmasına rağmen Franciosa ilk iki sezonda rol aldıktan sonra kovuldu; NBC oyuncunun değişken mizacının sette çok fazla soruna yol açtığını gerekçe göstererek onu işten çıkardı. Franciosa 1996'da verdiği bir röportajda kariyerine dönüp baktığında, ani şöhretin üstesinden gelemeyecek kadar deneyimsiz olduğunu kabul etti: "Bu inanılmaz bir ilgiydi ve ben psikolojik ve duygusal olarak bunun için yeterince olgun değildim"Sadece bir sezon süren Matt Helm (1975) dizisinde rol aldı, ancak yeteneği ve cazibesi, yıldız döneminin ilk yirmi yılını karakterize eden türden rollerde olmasa da, kariyerinin elli yılı boyunca talep gördüğü anlamına geliyordu. 1996'da emekli olana kadar filmlerde yardımcı rollerde ve TV film ve dizilerinde başrollerde oynamaya devam etti. Son bir projede yer aldı, "Manifest Mysteries: Coronation" (2006) adlı son projesinde, 19 Ocak 2006'da Los Angeles'ta 77 yaşında, eski eşi aktris Shelley Winters'ın ölümünden beş gün sonra ölmeden kısa bir süre önce yer aldı.