Figlia dell'attrice Rosalba Neri, interprete di tanti film sexy e horror tra gli anni '50 e '70, Francesca Neri si diploma al Centro Sperimentale di Cinematografia ed esordisce ne Il Grande Blek di Giuseppe Piccioni nel 1987.
Si fa, però, conoscere grazie al torrido ruolo di una ragazza disinibita in Le Età di Lulù di Bigas Luna, grazie al quale diviene famosa anche in Spagna: infatti dopo questo film, tratto da un romanzo di Almudena Grandes, lavorerà con il grande Carlos Saura in Spara che ti passa, dove incontra Antonio Banderas, e successivamente anche con il maestro Pedro Almòdovar in Carne trémula, grazie al quale vince un Nastro d'argento.
In Italia, invece, ottiene la fama grazie alla partecipazione nell'ultimo film da regista di Massimo Troisi, la commedia romantica Pensavo fosse amore invece era un calesse, per la quale vince un altro Nastro d'argento. Seguono interpretazioni al servizio di altri due comici: per Carlo Verdone nel deludente Al lupo, al lupo, dove forma un terzetto con l'attore romano e con Sergio Rubini; mentre per Alessandro Benvenuti nello stralunato Ivo il tardivo. A quest film si aggiunge un altro ruolo leggero nella commedia corale Il cielo e sempre più blu.
L'attrice, tuttavia, si cimenta anche in parti più articolate, che mettono in risalto tutte le sue capacità recitative: in Sud di Gabriele Salvatores è la figlia di un politico colluso con la camorra, in La mia generazione di Wilma Labate è la compagna di un terrorista, in Le mani forti di Franco Bernini è una psicologa alle prese con un caso scottante, in Il dolce rumore della vita di Giuseppe Bertolucci è una giovane che decide di adottare un bambino.
Moglie insoddisfatta di Diego Abatantuono nel romantico Matrimoni di Cristina Comencini, torna di nuovo a essere diretta da un comico: questa volta si tratta di Francesco Nuti per il divertente Io amo Andrea.
Nel nuovo Millenno ha l'opportunità di approdare a Hollywood con il sequel Hannibal, dov'è la moglie dell'ispettore Giancarlo Giannini, cui segue la partecipazione a un altro thriller americano, Danni collaterali di Andrew Davis, al fianco di Arnold Schwarzenegger.
Si cimenta anche nel mondo della televisione, accompagnando Adriano Celentano nella trasmissione di successo Francamente me ne infischio, e partecipando all'adattamento televisivo dello show Alcatraz di Diego Cugia. Non contenta, si lancia anche nell'attività di produttrice, destando clamore con lo scandaloso Melissa P., pruriginoso adattamento cinematografico dell'hit letterario 100 colpi di spazzola prima di andare a dormire di Melissa Panarello, affidato alla ninfetta spagnola María Valverde (ma in seguito finanzierà, insieme a Claudio Amendola, anche il successo di critica Riprendimi di Anna Negri).
Dopo un ennesimo ruolo eccentrico, quello della conduttrice di programmi trash nel thriller Il siero della vanità di Alex Infascelli, e dopo aver vissuto una tormentata storia d'amore con Giancarlo Giannini (nella finzione, s'intende) in Per sempre, melodrammone sceneggiato da Maurizio Costanzo, Francesca Neri sembra avere trovato una dimensione più tranquillizzante e matura grazie a un proficuo sodalizio con Pupi Avati, per il quale ha recitato negli ultimi film: La cena per farli conoscere, Il papà di Giovanna (per la cui interpretazione è stata premiata con un terzo David di Donatello) e Una sconfinata giovinezza.
Dal punto di vista sentimentale, dopo avere intrapreso una lunga relazione con Domenico Procacci, si è legata stabilmente con il noto attore romano (e romanista) Claudio Amendola, - nonostante lei sia tifosa della Lazio -, da cui ha avuto un figlio, Rocco.
2013 Candidatura Miglior attrice non protagonista per Una famiglia perfetta
2007 Candidatura Miglior attrice non protagonista per La cena per farli conoscere
2003 Candidatura Miglior attrice non protagonista per La felicità non costa niente
2000 Candidatura Miglior attrice protagonista per Io amo Andrea
2000 Candidatura Miglior attrice protagonista per Il dolce rumore della vita
1999 Candidatura Miglior attrice protagonista per Matrimoni
2013 Premio Nastro speciale 2013 per la commedia per Una famiglia perfetta
2009 Premio Migliore attrice non protagonista per Il papà di Giovanna
2007 Candidatura Miglior attrice non protagonista per La cena per farli conoscere
2000 Candidatura Miglior attrice protagonista per Il dolce rumore della vita
2014 Recitazione
2015 Recitazione
2014 Recitazione
2012 Recitazione
Tra le colleghe dello spettacolo vedo molta invidia, sentimento assente tra gli uomini: loro fanno subito squadra, sarà per il fatto che giocano a calcio.
Questo lavoro è una droga, appena finisci un film entri in ansia. Quando ho capito che mi ero staccata da questo meccanismo, ho pensato: 'Smetto, non ho più bisogno'. Poi è arrivato Avati e mi ha detto: 'Che smetti? Puoi …
Francesca Neri ha descritto la battaglia contro la sua malattia e i pregiudizi della gente, ammettendo di aver pensato anche al suicidio.
Secondo Francesca Neri le riprese di Le età di Lulù, la pellicola diretta da Bigas Luna, scomparso nel 2013, furono "imbarazzantissime".
Francesca Neri ricorda Massimo Troisi a 25 anni dalla morte: il film che girarono insieme e il ricordo doloroso legato a Il Postino.
La scelta del bianco e nero viene giustificata dalla voglia di plasmare e mascherare il mondo in cui il film è ambientato creando una sorta di universo altro, uno spazio interiore in cui la speranza sembra non trovare posto.
Un dramma familiare sconvolge la vita di una coppia nel primo lungometraggio del regista Mirko Pincelli.