Francesca Archibugi nasce a Roma il 16 maggio 1960 da una famiglia della buona borghesia. Entra giovanissima nel mondo dello spettacolo: da adolescente lavora come fotomodella e all'età di 16 anni viene scelta per strada per interpretare la parte di Ottilia nello sceneggiato di Rai Uno diretto da Gianni Amico, Le affinità elettive (1978), tratto dall'omonimo romanzo dello scrittore tedesco Johann Wolfgang Goethe, che le fa conquistare un ruolo anche nella miniserie Che fare? (1979) girata da Gianni Serra. L'incontro con gli addetti ai lavori in televisione e a teatro segna definitivamente il suo destino: terminato il liceo infatti, Francesca si iscrive al Centro Sperimentale di Cinematografia - che frequenta tra il 1980 ed il 1983 - e segue regolarmente la Scuola Bassano di Ermanno Olmi in qualità di regista. Il cortometraggio che le fa acquisire il diploma alla Scuola Nazionale di Cinema (sul set del film incontra il musicista jazz Battista Lena, compositore delle musiche di tutti i suoi film e suo attuale compagno) vince numerosi festival internazionali, ma non è l'unico ad essere realizzato. Dirige infatti altri cortometraggi come Riflesso condizionato, Lo stato delle cose, La guerra è appena finita, Il vestito più bello ed il corto commissionato dal Comune di Roma sui bambini portatori di handicap, La piccola avventura (1983).
Continua sporadicamente a interpretare ruoli di attrice, soprattutto all'inizio degli anni '80, sia in teatro come Cressida nel "Troilo e Cressida" di William Shakespeare diretto da Pierluigi Pizzi, che nei film per il cinema La caduta degli angeli ribelli (1981) di Marco Tullio Giordana e per la tv Vampirismus (1982) di Giulio Questi, per poi smettere definitivamente con la recitazione e concentrarsi su sceneggiatura e regia. Prodotto da Ipotesi Cinema di Ermanno Olmi (che indicherà sempre come uno dei suoi massimi maestri), nel 1984 Francesca gira il corto Un sogno truffato, e l'anno successivo vince il Premio Solinas, la massima manifestazione italiana dedicata alla scrittura per il cinema.
Dopo l'apprendistato al Centro Sperimentale di Cinematografia e la frequentazione dei corsi di sceneggiatura di Furio Scarpelli e Leo Benvenuti, Francesca debutta come sceneggiatrice per il grande schermo in L'estate sta finendo (1987) di Bruno Contini, subito seguito - assieme a Gloria Malatesta e Claudia Sbarigia, che saranno sue compagne di scrittura pure al momento di passare dietro la macchina da presa in prima persona - da La cintura (1989), maldestra trasposizione di un lavoro teatrale di Alberto Moravia ed opera seconda della regista Giuliana Gamba.
Quasi contemporaneamente debutta anche dietro la macchina da presa con Mignon è partita (1989), un ritratto garbato ma amaro della famiglia che descrive le prime esperienze e delusioni sentimentali degli adolescenti. Il film racconta l'arrivo di un'antipatica ma affascinante giovinetta parigina nella stralunata famiglia Forbicioni; tra commedia e sentimenti, la pellicola è ben interpretata da un ottimo cast, e la critica espone per l'occasione il gran pavese. Il film si aggiudica inoltre cinque David di Donatello (miglior regista esordiente, migliore sceneggiatura, migliore attrice protagonista a Stefania Sandrelli, miglior attore non protagonista a Massimo Dapporto e miglior suono), un Nastro d'Argento (miglior regista esordiente), la Concha de Oro (sempre come migliore regista esordiente) al Festival Internazionale del Cinema di San Sebastián, e numerosi altri premi internazionali.
Il secondo lungometraggio è Verso sera (1991), con protagonisti Marcello Mastroianni e Sandrine Bonnaire, dove la regista si apre al mondo della politica e delle contestazioni giovanili degli anni Settanta. Nel film, infatti, si parla degli anni di piombo e del difficile e conflittuale rapporto tra un padre (Marcello Mastroianni), professore comunista, e il giovane figlio hippy (Giorgio Tirabassi) che crede di trovare in quella forma di omologazione culturale la sua vera identità. La pellicola vince il David di Donatello come miglior film e migliore attrice non protagonista a Zoe Incrocci, il Nastro d'Argento per la migliore attrice non protagonista ed il miglior attore protagonista (Marcello Mastroianni) e numerosi riconoscimenti sia in Italia che all'estero, nonostante sia stata accolta con maggiore freddezza dalla stampa e dal pubblico.
La regista trova nuova forza creativa dall'esperienza del neuropsichiatra Marco Lombardo Radice, e decide di girare Il grande cocomero (1993): protagonista della storia è Pippi (Alessia Fugardi), ragazzina affetta da ricorrenti crisi epilettiche. Con Il grande cocomero Francesca affronta il problema della neuropsichiatria infantile e di un difficile rapporto coniugale segnato dalla superficialità e dalla mancanza di valori. La coppia Sergio Castellitto - Anna Galiena è perfetta, il tutto è filtrato da uno sguardo attento e sensibile, e la Archibugi diventa una delle registe italiane più apprezzate. Straordinario infatti è il successo di pubblico e critica che la premia per la seconda volta con due David di Donatello e due Nastri d'Argento per il miglior film e la migliore sceneggiatura. Al Festival del Cinema di Cannes, inoltre, vince il Premio della Giuria Ecumenica.
La consacrazione definitiva avviene però nel 1994 con l'adattamento cinematografico dell'omonimo romanzo di Federigo Tozzi Con gli occhi chiusi, complesso intreccio d'amore nella campagna senese dei primi anni del '900 che convince i critici malgrado resti sottovalutato dal grande pubblico. Tra gli interpreti Laura Betti, Stefania Sandrelli, Sergio Castellitto e Deborah Caprioglio. Sempre lo stesso anno realizza il cortometraggio L'unico paese al mondo, e nel 1997 gira La strana storia della banda sonora, documentario musicale su un progetto del marito Battista Lena: presentato al Festival del Cinema di Venezia, il film vince il premio Jean Rouch per il miglior documentario.
Con il successivo L'albero delle pere (1998) interpretato da Valeria Golino e Sergio Rubini, Francesca perde un po' in determinazione, affrontando diversi temi (le tensioni intergenerazionali, la crescita e il passaggio all'età adulta) senza approfondirli come nei precedenti. Nel 2001 ritrae una splendida Ornella Muti in Domani, toccante racconto della ripresa di una cittadina umbra all'indomani del terremoto del 1997. La regista adotta il confronto e il contrasto tra un punto di vista infantile o adolescenziale ed un punto di vista adulto, e si aggiudica il premio speciale della giuria al Festival di Tokyo. Lo stesso anno, diretta da Laura Betti, la regista torna finalmente a recitare nel film-documentario Pier Paolo Pasolini e la ragione di un sogno presentato al Festival del Cinema di Venezia. Qualche anno dopo, accetta la proposta di realizzare Renzo e Lucia (2004) per il piccolo schermo; allo stesso tempo si lancia nel progetto Gabbiano - Studio su "Il Gabbiano" di Anton Cechov e torna al cinema dirigendo Giovanna Mezzogiorno - che veste i panni di una ginecologa di una Onlus internazionale - e due esordienti diciottenni in Lezioni di volo (2006), il racconto del ritorno in India per la prima volta di un ragazzo adottato.
Del 2008 è il suo ultimo lavoro, Questione di cuore, commedia corale intimista che riflette sull'importanza dell'amicizia. Il film spicca anche per l'interpretazione memorabile di Antonio Albanese e Kim Rossi Stuart nel ruolo di due uomini molto diversi tra loro che si incontrano in una sala di rianimazione. La pellicola riscuote una unanimità di consensi critici e il premio Alabarda d'oro per la migliore sceneggiatura.
1993 Premio Miglior sceneggiatura per Il grande cocomero
1993 Premio Miglior film per Il grande cocomero
1993 Candidatura Miglior regista per Il grande cocomero
1991 Premio Miglior film per Verso sera
1991 Candidatura Miglior regista per Verso sera
1989 Premio Miglior regista esordiente per Mignon è partita
1989 Premio Miglior sceneggiatura per Mignon è partita
2015 Candidatura Sceneggiatura per Il nome del figlio
2015 Candidatura Commedia per Il nome del figlio
2009 Candidatura Regista del miglior film italiano per Questione di cuore
2023 Sceneggiatura, Soggetto
2022 Sceneggiatura, Regia, Soggetto
2022 Sceneggiatura
2021 Sceneggiatura, Soggetto
Credo che la menzogna sia un pilastro nazionale: la menzogna pubblica, la menzogna privata. Quante volte ci diciamo che, se fosse successo in Francia, che un ministro mentisse in questo modo, si sarebbe subito dimesso? Noi non ci dimettiamo mai, …
La recensione dei primi due episodi de La Storia, la serie di Francesca Archibugi tratta dal romanzo di Elsa Morante, presentata in anteprima alla Festa di Roma e in onda prossimamente su Rai1.
Francesca Archibugi presiede la giuria che ha assegnato il Premio Premio Suso Cecchi D'Amico 2023 a Monica di Andrea Pallaoro, la premiazione domenica 23 luglio a Castiglioncello.
Il Colibrì di Francesca Archibugi è il film di apertura della diciassettesima edizione della Festa del Cinema di Roma che avrà luogo presso all'Auditorium Parco della Musica.
Francesca Archibugi alla regia dell'adattamento da Elsa Morante, nel cast della serie La storia Jasmine Trinca, Asia Argento, Elio Germano e Valerio Mastandrea.
Vivere: intervista video a Francesca Archibugi, che nel film con Adriano Giannini e Micaela Ramazzotti, cerca di mettere in luce contraddizioni e bugie in una coppia.