Né à Anvers en 1581 du peintre Frans Francken Ier, son talent artistique fut reconnu dès son plus jeune âge et encouragé à la fois par son père et par son oncle Hieronymus Ier. En 1605, il reçut le titre de « Maître ». Comme ses ancêtres, Frans Francken II fut accepté dans la Guilde de Saint-Luc, ce qui lui permit de vendre ses œuvres et d'enseigner.
L’artiste jouit d’une grande renommée et d’une forte demande de commandes. Pour répondre à cette demande, il crée son propre atelier et nombre de ses œuvres y sont reproduites. Son répertoire comprenait des peintures de cabinet, des scènes de genre, des allégories, des peintures de galerie, des natures mortes et des retables. Il s'est fait un nom dans ses œuvres de grande et petite taille, et ses images présentent des détails et une densité iconographique d'une grande précision.
Il s'est spécialisé dans la représentation de personnages - son talent exceptionnel était recherché par ses confrères peintres et utilisé pour embellir des œuvres d'artistes tels que Tobias Verhaecht, Abraham Govaerts, Alexander Keirincx, Josse de Momper le Jeune et Peeter Neeffs. Certains des sujets picturaux qu'il introduit sont révolutionnaires pour la peinture flamande, comme les peintures de galerie ou la représentation de singes dans des scènes de genre (appelées « chanteuses »). Il transmet son talent de peintre à son fils François III.
Ses œuvres ultérieures comprennent des retables à grande échelle.
Frans Francken II mourut à Anvers en 1642.
Aujourd'hui, ses œuvres sont conservées dans de grandes collections et musées internationaux, tels que le Rijksmuseum d'Amsterdam, le Louvre à Paris et le Prado à Madrid.