Nació el 17 de enero de 1706 en Boston. Trabajó ayudando a su padre en la cerería de su propiedad. A los 13 años de edad fue aprendiz en la imprenta de su hermano. Desde 1721 colaboró con su hermano James en la redacción y edición del New England Courant. Se trasladó a Filadelfia en octubre de 1723 y conoció a William Keith, gobernador de Pensilvania, el cual le recomienda viajar a Gran Bretaña para completar su formación como impresor y comprar el equipo necesario para fundar su propia imprenta en Filadelfia. Llegó a Londres en diciembre de 1724 y encontró empleo en dos de las más destacadas imprentas de Londres, Palmer's y Watt's. En octubre de 1726 volvió a Filadelfia y al año siguiente, organizó un grupo de debate que más tarde se convertiría en la Sociedad Filosófica de Estados Unidos. En septiembre de 1729 compró la Pennsylvania Gazette.

En 1731 fundó la que probablemente fue la primera biblioteca pública de Norteamérica, inaugurada en 1742 con el nombre de Biblioteca de Filadelfia. También publicó el Almanaque del Buen Ricardo en 1732 bajo el seudónimo de Richard Saunders.

En 1736 formó parte de la Asamblea General de Pensilvania y al año siguiente fue nombrado administrador de Correos de Filadelfia. Por esta época organizó también la primera compañía de seguros contra incendios de la ciudad e introdujo métodos para mejorar la pavimentación e iluminación de las calles. Siempre interesado en los estudios científicos, ideó sistemas para controlar el exceso de humo de las chimeneas y alrededor de 1744 inventó la estufa de hierro Franklin, que producía más calor con menos combustible.

En 1747 inició sus experimentos sobre la electricidad. Adelantó una posible teoría de la botella de Leyden, defendió la hipótesis de que las tormentas son un fenómeno eléctrico y propuso un método efectivo para demostrarlo. Su teoría se publicó en Londres y se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso de que él mismo ejecutara su famoso experimento con una cometa en 1752. Inventó el pararrayos y presentó la llamada teoría del fluido único para explicar los dos tipos de electricidad, positiva y negativa.

En reconocimiento a sus logros científicos, recibió títulos honorarios de las universidades de Saint Andrews y Oxford. También fue elegido miembro de la Sociedad Real de Londres y en 1753 fue galardonado con la Medalla Copley por sus destacadas contribuciones a la ciencia experimental. Franklin ejerció también gran influencia en el campo de la educación, siendo determinantes sus escritos para la fundación en 1751 de la Academia Filadelfia, que más tarde se convertiría en la Universidad de Pensilvania. Su teoría sobre la electricidad se basaba en la noción newtoniana de la repulsión mutua de las partículas que el científico inglés había expuesto en su Óptica.

En 1748 vendió su imprenta y en 1750 fue elegido para la Asamblea de Pensilvania, donde prestó servicios hasta 1764. Fue nombrado inspector general de Correos para las colonias británicas en América en 1753 y, en 1754, fue delegado de Pensilvania en el Congreso de Albany, que se celebró para debatir la actitud que se debía mantener ante la Guerra Francesa e India.

Su Plan Albany, que se anticipaba en muchos aspectos a la Constitución de Estados Unidos de 1787, defendía la independencia local dentro del marco de la unión colonial. Cuando estalló la Guerra Francesa e India, Franklin proporcionó suministros al capitán general inglés Edward Braddock garantizando su propio crédito a los granjeros de Pensilvania, quienes desde ese momento proporcionaron los equipos necesarios. Los propietarios de Pennsylvania Colony, descendientes del líder cuáquero William Penn, siguiendo sus principios religiosos de oposición a la guerra se negaron a permitir que se tasaran sus terrenos para sufragar el conflicto. En 1757 fue enviado a Inglaterra por la Asamblea de Pensilvania para solicitar al rey el derecho de recaudar impuestos por la propiedad de la tierra. Al acabar su misión se quedó cinco años más en Inglaterra como primer representante de las colonias estadounidenses. Durante este periodo entabló amistad con el químico Joseph Priestley, el filósofo e historiador David Hume y el economista Adam Smith. Volvió a Filadelfia en 1762 donde permaneció hasta 1764, cuando una vez más fue enviado a Inglaterra como representante de Pensilvania.

En 1766 hubo de declarar ante la Cámara de los Comunes sobre los efectos de la Stamp Act (Ley del Timbre) en las colonias. Su testimonio tuvo una influencia enorme en la revocación de esta ley. Sin embargo, pronto se introdujeron en el Parlamento nuevos planes para gravar con impuestos a las colonias, por lo que Franklin empezó a sentirse dividido entre la devoción a su tierra natal y la lealtad a Jorge III. Finalmente, en 1775 tuvo que admitir la inevitabilidad de la guerra. Cuando regresó a Filadelfia el 5 de mayo de 1775 las batallas de Lexington y Concord habían desencadenado la contienda. Fue elegido miembro del segundo Congreso Continental, prestando servicios en diez de sus comités.

En 1775 Franklin viajó a Canadá para conseguir su apoyo y cooperación en la guerra en favor de las colonias. A su regreso fue uno de los cinco miembros del comité designado para redactar la Declaración de Independencia. En septiembre del mismo año fue elegido como delegado para conseguir la ayuda económica de Francia. Superando la virulenta oposición del ministro de Finanzas francés Jacques Necker logró obtener sustanciosas concesiones y préstamos de Luis XVI de Francia, gracias al prestigio que tenía en este país como científico, y a la integridad e ingenio que desplegó durante las negociaciones. Ayudó materialmente a los corsarios estadounidenses que operaban contra la Marina británica, especialmente John Paul Jones.

El 6 de febrero de 1778 negoció los tratados de comercio y amistad con Francia y España que posteriormente cambiaron el rumbo de la guerra. Siete meses después fue nombrado por el Congreso ministro plenipotenciario de Estados Unidos en Francia. En 1781, Franklin, John Adams y John Jay fueron designados para concluir un tratado de paz con Gran Bretaña. El Tratado de París, que puso fin a la guerra, se firmó en Versalles el 3 de septiembre de 1783. Su fama como científico le sirvió para ser elegido por el monarca francés Luis XVI para investigar los hallazgos del médico austriaco Franz Anton Mesmer y el fenómeno del magnetismo animal. Como dignatario de una de las más distinguidas logias masónicas de Francia, tuvo oportunidad de conocer a muchos personajes que posteriormente. En marzo de 1785 renunció a su cargo en Francia para regresar a Filadelfia, donde fue elegido inmediatamente presidente del Consejo Ejecutivo de Filadelfia (1785-1787). Falleció el 17 de abril de 1790 en Filadelfia.

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