Figlia dell'epidemiologo umbro Alberto Coluzzi, e di Anna Wimmer, un'educatrice tedesca di Passavia, Francesca Romana nacque in Albania, dove il padre era stato inviato per svolgere attività di ricerca e lotta antimalarica, durante il periodo di occupazione italiana. In seguito agli eventi legati all'Armistizio di Cassibile, la famiglia fece ritorno in Italia il 14 ottobre 1943, stabilendosi a Perugia, per poi trasferirsi alla fine del 1945 nella Casa delle Palme, una grande casa di campagna sita nella frazione di Monticelli, acquistata dal padre per insediarvi la famiglia, congiuntamente al laboratorio sperimentale di indagini malariologiche. Fin da giovanissima si interessò all'arte: dalla musica, alla poesia, alla pittura. Dotata di un fisico possente e atletico, durante gli studi universitari prese contatto con il mondo del cinema lavorandovi saltuariamente come stuntwoman, e sostituendo nelle scene pericolose varie attrici. In quel periodo interpretò anche piccoli ruoli. Tuttavia, nel 1967 accettò di interpretare il ruolo di Asmara nel film Serafino, che le valse una grande popolarità, consegnandole quella maschera di matrona rustica e manesca che l'accompagnerà per gran parte della sua carriera d'attrice, opposta alla sua personalità. Il film con Germi segnò una svolta nella sua vita e le fece decidere di abbandonare gli studi per dedicarsi interamente all'impegno nell'industria cinematografica. Nonostante il successo di pubblico, si dedicò dapprima alla scenografia, disegnando e realizzando gli interni scenici di molti film tra cui Riusciranno i nostri eroi a ritrovare l'amico misteriosamente scomparso in Africa?, nel quale ebbe anche una piccola parte. Nel 1970 venne scelta per interpretare l'impegnativo personaggio di Tarsilla Tettamanzi, nel film Venga a prendere il caffè da noi, con il quale replicò il precedente successo di pubblico e venne consacrata dalla critica, conquistando il Nastro d'Argento alla migliore attrice non protagonista nel 1971. La sua carriera cinematografica si divise, nei successivi 15 anni, tra ruoli di caratterista nei film di grande successo e partecipazioni ad opere cinematografiche sperimentali e d'autore. Nel primo filone divenne una vera icona dei film commerciali degli anni settanta, quasi sempre interpretando ruoli di donne autoritarie e pronte allo scontro fisico, spesso facendo coppia con Lino Banfi e Mario Carotenuto, nella parte dei mariti sottomessi con aspirazioni fedifraghe. Dagli anni ottanta, dopo la nascita delle due figlie Sveva e Laila diradò fortemente l'attività cinematografica. Fondò a Roma il laboratorio teatrale il Minestrone, ribattezzato poi Associazione Culturale Minestrone d’Arte, divenuta scuola di recitazione per bambini, diretta dalla Coluzzi sino alla sua scomparsa, e in seguito, dalla figlia Sveva.Morì a Roma a causa di una neoplasia polmonare e fu seppellita come lei desiderava nel cimitero di Monticelli.