Atteint à l'âge de dix ans de la poliomyélite et perdant ainsi l'usage de son bras gauche, Francis Ford Coppola apprend très vite à développer son imagination : durant sa convalescence, il met en scène des marionnettes, regarde beaucoup la télévision et réalise ses premiers films amateurs en 8mm. En 1960, il entre au département cinéma de l'UCLA (University of California, Los Angeles). Trois ans plus tard, Roger Corman lui confie la seconde équipe technique sur le tournage de The Young Racers, et lui permet par la même occasion de réaliser son premier long métrage : Dementia 13.

En 1966, il entre dans la compagnie Seven Arts et écrit plusieurs scénarios dont Propriété interdite de Sydney Pollack et Paris brûle-t-il ? de René Clément. Il contribue également à l'écriture de Patton de Franklin J. Schaffner, qui lui vaut l'Oscar du Meilleur scénario en 1971. Il fonde ensuite la société American Zoetrope en collaboration avec George Lucas et produit son premier film THX 1138. Le succès arrive en 1972 avec la réalisation (néanmoins laborieuse) du film culte Le Parrain qui lui permet ensuite de mettre en scène une œuvre plus personnelle : Conversation secrète, qui remporte la Palme d'Or au Festival de Cannes en 1974. La réalisation du deuxième volet du Parrain lui vaut à nouveau un succès critique et commercial.

Francis Ford Coppola entreprend en 1976 le tournage le plus éprouvant de sa carrière : Apocalypse Now. Le film demande trois ans de travail et offre au réalisateur en 1979 sa seconde Palme d'Or. Après la réalisation de Coup de cœur en 1982, Coppola doit faire face à de très gros soucis financiers. Il enchaîne ensuite avec diverses réalisations de qualité mais sans grandes retombées, parmi lesquelles Cotton club (1984), qui est lui aussi un désastre commercial. C'est notamment la création de sa propre société de production de vins (Francis Ford Coppola Winery) qui permet au cinéaste de venir a bout de ses dettes.

Il faut attendre le troisième et dernier volet du Parrain, film de commande qu'il ne devait pas réaliser au départ, pour que Coppola retrouve une renommée artistique, critique et commerciale, lui permettant de sauver sa société American Zoetrope. En 1993, Coppola réalise Dracula, nouvelle version du roman de Bram Stoker au sein de laquelle il fait considérablement évoluer le célèbre vampire, qui prend notamment une dimension très érotique. En 1996, il est choisi pour présider le 49ème Festival de Cannes.

Francis Ford Coppola adapte en 1997 un roman de John Grisham, L'Idéaliste, dans lequel il confie le premier rôle à un acteur encore débutant, Matt Damon. Près d'une décennie s'écoule avant que le cinéaste ne repasse derrière la caméra avec L'Homme sans âge. Dans l'intervalle, Coppola - avec sa société American Zoetrope - reste néanmoins un producteur influant. Il produit par exemple Sleepy Hollow, Jeepers Creepers, la série Les 4400, ainsi que des films de sa fille Sofia (Virgin suicides, Lost in Translation, Marie-Antoinette, Somewhere) et de son fils Roman (CQ). Dans ce même intervalle, Francis Ford Coppola abandonne le projet de ses rêves, un ambitieux film de science-fiction intitulé "Megalopolis".

En 2009, il fait son retour dans le cinéma d'auteur avec Tetro, saga familiale en noir & blanc, présentée à la Quinzaine des Réalisateurs, puis réalise Twixt en 2011, film personnel à petit budget dont l'idée lui est venue à la suite d'un rêve récurent. Il y dirige notamment Val Kilmer et la jeune Elle Fanning, qui avait déjà tourné sous la direction de sa fille Sofia.