Nele Franz begann im Jahr 2005 das Handballspielen bei der TSG Altenhagen-Heepen. 2013 schloss sie sich der Jugendabteilung der HSG Blomberg-Lippe an.[2] Mit der B-Jugend der HSG Blomberg-Lippe gewann sie 2016 die deutsche Meisterschaft und wurde 2014 deutsche Vizemeisterin. Mit der A-Jugend belegte sie 2015 den 2. Platz sowie 2017 und 2018 den 3. Platz bei der deutschen Meisterschaft.[3][4] Zudem wurde sie 2017 mit 23 Treffern Torschützenkönigin des Turniers.[5] Franz wurde am 19. November 2016 erstmals in der Bundesliga eingesetzt.[6][7]
Franz gehörte ab der Saison 2018/19 fest dem Kader der Bundesligamannschaft an.[8] Mit 235 Treffern belegte sie in der Saison 2020/21 den zweiten Platz in der Torschützenliste der Bundesliga.[9] Am 24. September 2021 zog sie sich in einem Bundesligaspiel einen Kreuzbandriss zu.[10] Infolgedessen pausierte sie die restliche Saison. Nachdem Franz zu Beginn der Saison 2022/23 wieder für die HSG Blomberg-Lippe aufgelaufen war, zog sie sich Ende November 2022 einen Meniskusriss zu, woraufhin sie bis Februar 2023 pausieren musste.[11] Nachdem Franz bis zum Saisonende 2022/23 in 20 Spielen 67 Treffer erzielt hatte, wurde bei ihr im Sommer 2023 eine Reruptur des Kreuzbandes festgestellt, die für sie das Saisonaus für die Spielzeit 2023/24 zur Folge hatte.[12] Seit der Saison 2024/25 läuft sie für den Bundesligisten TuS Metzingen auf.[13]