Premier rôle d'acteur en Italie aux côtés de son père Fernandel, Gino Cervi et Milla Sannoner (1962).
Il embrasse rapidement une carrière de chanteur avec un répertoire de crooner. Parmi ses titres les plus connus, on peut citer : Fanny (1963), Repose mon passé (1964), Comme on change, Une marionnette, Les Yeux d’un ange (1965), Un Américain dans les rues de Rio (1966), Bonjour Marie (1967), La Fille du pêcheur (1972), Sweetie Chérie My love (1973), Les Amoureux du Soleil (1974), La vie est rétro (1975), Les enfants, c'est comme les oiseaux (1976), C'est pas mon problème (1977), L'amour qui part (1978), Un amour de plein été (1978) L'Amour interdit (1982), Bilan Positif (1982), Les Hivers bleus (1984), César, Fanny, Vincent et Fernand (1986), Bleu (1995).
Il fait des tournées régulières en Europe, aux États-Unis et au Canada francophone où il reste premier au hit-parade pendant huit semaines grâce aux titres Les Yeux d'un ange (1965) et Si on se tendait la main (1979).
Pour l'anecdote, Bernard Edwards, bassiste et cofondateur du groupe Chic, joue sur l'arrangement de L'Amour interdit (1982) réalisé au Sound Studio Los Angeles. Le 33 tours dont cette chanson est extraite se vend à plus de 300 000 exemplaires entre 1982 et 1983.
En 1973, Franck Fernandel crée avec le producteur et auteur-compositeur Gérard Tempesti la Franck Records, société de production musicale. En 1986, Franck Fernandel et Gérard Tempesti fondent ensemble une autre société, celle-ci audiovisuelle, In Tv, dédiée aux productions de programmes télévisuels.
Parallèlement à sa carrière de chanteur, il devient animateur radio sur Europe 1 en 1971 puis sur RMC de 1977 à 1980 dans les émissions L'Accent tonique, 21h - minuit et Venez dans ma radio. C'est là qu'il rencontre l'animatrice et speakerine Corinne Delahaye qui deviendra sa compagne dès 1980. Il l'épouse en 1991 à Marseille. Franck Fernandel et Corinne Delahaye ont deux enfants : Vincent Contandin dit Vincent Fernandel (né le ) conteur, producteur et éditeur de musique, auteur, ancien journaliste et présentateur de télévision[4], et Manon Contandin-Fernandel (née le ), créatrice florale.
En 2023, Vincent Fernandel Production, société de production et d'édition musicale dirigée par le fils de Franck Fernandel[5], réacquiert les droits de plusieurs chansons interprétées par l'artiste, aussi bien des succès que des inédits, pour les proposer en versions remasterisées sur toutes les plateformes musicales[6].
Sous l'impulsion de Sylvain Souvestre, maire de secteur des 11ème et 12ème arrondissements de Marseille, Le Jardin Franck Fernandel est inauguré dans le quartier des Trois Lucs (Marseille,12ème), en juin 2024[7].
Franck Fernandel a eu quelques problèmes avec l'alcool. Il est arrêté une fois au volant en état d'ivresse. Condamné pour abandon de famille en pour défaut de paiement de pension alimentaire, il est brièvement incarcéré et, après une longue procédure, tandis que Vincent est confié à la garde du père, Manon reste auprès de sa mère. La famille se reconstitue plus ou moins[8].
Il résidait depuis toujours dans la villa familiale « Les Mille Roses » située à Marseille dans le quartier des Trois Lucs, une propriété achetée par son père en 1934 (un an avant sa naissance), que Franck a eu du mal à conserver au fil des années[8].
Contrairement à la rumeur, Franck Fernandel n'a jamais détenu la gestion des droits cinématographiques de son père. Selon une autre rumeur, il aurait détenu les droits des chansons interprétées par son père, ce qui est faux, car Fernandel n'était pas auteur-compositeur, mais seulement interprète.
Franck Fernandel meurt à Marseille dans la nuit du 7 au , à l'âge de 75 ans. Le à Aubagne, plus de 500 personnes assistent à ses obsèques. Son corps est incinéré et ses cendres déposées au columbarium, case 9266, du cimetière du Père-Lachaise à Paris (division 87).
