Era nata a Londra il 25 luglio 1920, in quella che si usa dire una "buona famiglia" per questo aveva potuto frequentare la prestigiosa scuola di St. Paul's Girl's dove scoprì il suo interesse per le materie scientifiche tanto da decidere, a 15 anni, che sarebbe diventata una scienziata.
Nel 1938 entrò all'università di Cambridge, nonostante che il padre, che disapprovava gli studi universitari per una donna, si rifiutasse di pagarle gli studi. Si laureò nel 1941 e nel 1945 conseguì il Dottorato, in questi anni pubblicò ben cinque lavori. Nel 1946 si trasferì a Parigi, dove trascorse tre anni e si perfezionò nella tecnica della diffrazione a raggi X.

Nel frattempo gli studi in cristallografia si stavano orientando verso le biomolecole, così, quando nel '51 la Franklin entò al King's College a Londra, nel gruppo del dott. Wilkins, applicò le sue conoscenze e le sue abilità tecniche allo studio della molecola del DNA.
Dal 1951 al 1953 la sua grande esperienza le permise di approntare in 8 mesi un particolare dispositivo con una microcamera per avere fotografie ad alta definizione dei singoli filamenti di DNA. Per facilitare la raccolta dei dati modificò una microcamera appositamente per fotografare i cristalli secondo diverse e numerose inclinazioni: ciò le permise di prendere una impareggiabile serie di fotografie della diffrazione ai raggi X del DNA. Lavorando in condizioni di accurato controllo dell'umidità scoprì la forma B idrata del DNA che rivela chiaramente la forma di un'elica e dimostrò che si trattava di una fase distinta dalla A, con la quale prima veniva confusa.
Nello stesso tempo a Cambridge, Crick e Watson stavano costruendo il loro famoso modello di DNA a doppia elica, che necessitava di un fondamento sperimentale. Wilkins segretamente mostrò a Watson una immagine (la foto 51) della forma B che era stata presa dalla Franklin.
Sull'ormai celeberrimo numero di Nature del 25 aprile 1953 comparvero ben tre articoli sul DNA: il primo scritto da Watson e Crik, il secondo da Wilkins ed i suoi collaboratori (A. R. Stokes e H. R. Wilson) e il terzo dalla Franklin e il suo migliore studente (Raymond Gosling) con il quale tre mesi più tardi pubblicò una conferma dell'elica nella forma in A.
Rosalind però non si trovava bene al King's e così lo lasciò per aderire al gruppo di lavoro del Birkbeck College a Londra. Questo le costò però di dover abbandonare le ricerche sul DNA, come le era stato imposto dalla direzione del King's. Si dedicò ad un nuovo campo: i virus.
Nell'autunno del 1956, Rosalind scoprì di avere il cancro. Rifiutò di abbandonare il suo lavoro ed iniziò personalmente il modello della struttura del virus della poliomielite. Morì il 16 aprile del 1958, all'età di 37 anni.
Nel 1963 Crick, Watson e Wilkins ricevettero il Nobel per la loro scoperta sul DNA, Rosalind non potè avere questo riconoscimento perché i Nobel possono essere assegnati solo a scienziati viventi.
Nel 1968 Watson pubblicò "La doppia elica", testo nel quale espose la sua versione della scoperta del DNA e nel quale, apparentemente, "Rosy" non ne esce molto bene ma in realtà nell'epilogo "L'onesto Jim" ci da di lei un ritratto diverso:
"Poiché le mie impressioni sul suo conto dal punto di vista scientifico e personale [...] furono all'inizio spesso sbagliate, voglio dire qui [..] che eravamo giunti ad apprezzare profondamente la sua onestà e la sua generosità, rendendoci conto, troppo tardi, delle lotte che una donna intelligente deve affrontare per essere accettata nel mondo scientifico"
(Watson James D., La doppia elica: trent'anni dopo, Garzanti, Milano, 1982; pag. 184)