Dopo l'adolescenza, nel 1942, in seguito al fidanzamento con il futuro consorte Vittorio Caprioli, dal quale divorzierà nel 1974, entra nella compagnia del Teatro dei Gobbi, che torna con successo in Italia dopo l'esordio a Parigi. Nel 1946 entra anche nella rivista e presto inizia una brillante carriera che la porta ad essere attrice protagonista celebratissima del cinema italiano lavorando con Totò, Alberto Sordi e Sofia Loren.Al teatro di prosa, si accosta nel 1948  In poco tempo, grazie anche alla radio, crea alcuni dei suoi personaggi più famosi: la signorina Cesira, diventata la signorina snob per la televisione (dove stigmatizzava con sagacia e ironia i comportamenti ipocriti della borghesia milanese), e la Signora Cecioni, una romana popolana, sempre al telefono con mammà. Il nome d'arte Franca Valeri viene scelto nei primi anni cinquanta su suggerimento dell'amica Silvana Ottieri, che in quel periodo stava leggendo un libro del poeta Paul Valéry, su spinta del padre ingegnere che non era convinto della carriera d'attrice della figlia^. Nel 1950 Colette Rosselli e Indro Montanelli si trovano a Parigi, dove va in scena proprio il Carnet de notes n. 2. Montanelli e la Rosselli sono amici della Valeri e sostenitori dello spettacolo. Nasce così in quel periodo la collaborazione la Valeri e la Rosselli, che le porterà a realizzare congiuntamente il libro, fortemente sostenuto dallo stesso Montanelli, Il diario della signorina snob, pubblicato nel 1951 dalla Mondadori. Il volume è frutto della celebrità ottenuta dal personaggio della "signorina snob" alla radio, alla fine degli anni quaranta. In questo decennio, la Valeri prosegue l'attività di attrice cinematografica in film quali (Luci del varietà di Lattuada e Fellini e una lunghissima serie di commedie, spesso al fianco di Alberto Sordi, tra le quali spicca Il vedovo (1959)..Prosegue la carriera cinematografica in Leoni al sole (1961), Parigi o cara (1962) e Scusi, facciamo l'amore? (1968).Franca Valeri è colonna portante del varietà televisivo dagli anni sessanta, spesso diretta da Antonello Falqui in trasmissioni come Studio Uno (1966), Le divine (1959), Sabato sera condotto da Mina(1967).Negli anni 70 si dedica prevalentemente al cinema.Torna in televisione nel 1995 con la sit-com Norma e Felice accanto al comico Gino Bramieri, seguita dalle due serie di Caro maestro (1996-1997), nelle quali interpretava il ruolo della bidella della scuola elementare nella quale era ambientato il telefilm. Nel 1999 è accanto all'amico Nino Manfredi in Linda, il brigadiere e.... Nello stesso anno ritorna nel varietà La posta del cuore, a reinterpretare la Signora Cecioni. Nello stesso anno, con la regia di Adriana Asti, interpreta Alcool, una gustosa commedia sulla decadenza dell'alta borghesia. Grande appassionata di opera lirica, nella sua lunga carriera si è dedicata anche alla regia operistica. Oltre che attrice famosa è autrice di commedie di successo, come Lina e il cavaliere, Meno storie, Tosca e altre due (portata anche sul grande schermo nel 2003) e Le Catacombe. Nel 2003 collabora con il rapper Frankie HI-NRG MC, prestando la sua voce per i pezzi prologo ed epilogo dell'album Ero un autarchico. Nello stesso anno recita in La vedova Socrate, un testo liberamente ispirato a La morte di Socrate di Dürrenmatt; ed interpreta il film Tosca e altre due. Nel 2005 ha pubblicato Animali e altri attori..Il 25 settembre 2009 riappare in televisione su Rai 1 in una puntata del varietà I migliori anni. Ospitata ed intervistata da Carlo Conti viene tributata dal pubblico con lunghi e calorosi applausi in ricordo della sua fulgida carriera. Il 6 aprile 2010 viene intervistata da Pino Strabioli nel programma televisivo Cominciamo bene prima di Raitre. Vive a Trevignano Romano..