Francesca Chillemi, İtalya'nın Sicilya adasındaki Messina iline bağlı Barcellona Pozzo di Gotto'da doğup büyüdü ve burada klasik eğitim alanında uzmanlaşmış bir liseden mezun oldu. 2003 yılında, henüz 18 yaşındayken kazandığı Miss Italia güzellik yarışmasına katılmak için memleketinden ayrıldı. Bu başarının ardından model ve televizyon sunucusu olarak çalıştı. 2004'te küçük rollerle oyuncu olarak çalışmaya başladı ve çığır açan rolü Carabinieri (2002) dizisindeki Laura Flestero rolü oldu. En çok Che Dio ci aiuti (2011) filmindeki Azzurra Leonardi ve Viola come il mare (2022) filmindeki Viola Vitale rolleriyle tanınmaktadır. Bunun yanı sıra, uluslararası Leonardo yapımındaki yardımcı rol de dahil olmak üzere bir düzineden fazla film ve TV dizisinde ana veya yardımcı rollerde yer almıştır. Oyunculuk kariyerinin yanı sıra Bulgari, Patrizia Pepe, Alberta Ferretti, Michael Kors, Guerlain, Givenchy, Biopoint ve diğerleri gibi büyük markalarla işbirlikleri bulunmaktadır.