Франсуа родился 6 декабря 1856 году в Париже в семье известного художника-гравёра Леопольда Фламенга. Учился в парижской Школе изящных искусств.Изначально был известен своими картинами на историческую тематику и портретами. Со временем получил широкое признание, стал профессором Академии изящных искусств и кавалером ордена Почётного легиона. Его росписи украшали такие здания, как Сорбонна и Опера-Комик. Также разрабатывал дизайн банкнот французского франка. Художественное наследие Фламенга включает в себя: множество портретов, в основном женских, в том числе, представительниц царской семьи и русской аристократии; исторические жанровые картины на сюжеты из XVIII века. В годы Первой мировой войны резко меняется как тематика его работ, так и стиль. За правдивую батальную живопись, запечатлевшую неприглядные будни фронта, Фламенг был избран почётным президентом Общества художников-баталистов. Франсуа Фламенг женился в 1881 году. Его дочь стала женой известного теннисиста Макса Декюж