Франсуа Олланд родился 12 августа 1954 года в городе Руане департамента Приморская Сена на севере Франции. Его отец, Жорж Олланд, был врачом-отоларингологом и управлял клиникой, а мать, Николь Триберт, была социальным работником на заводе. Сообщалось, что Олланд-старший придерживался правых политических взглядов, матери же будущего политика были более близки левые настроения. В семье было двое мальчиков: брат Франсуа, Филипп, был на два года его старше. В СМИ писали, что в юности Франсуа Олланд очень любил играть в футбол.

Олланд получил хорошее образование. В 1974-1975 годах он учился в бизнес-школе HEC Paris. Одновременно он получал диплом Института политических исследований в Париже, где его специальностями были право и бизнес. В 1976 году Олланда не хотели брать в армию из-за его близорукости, однако он настоял на том, чтобы его все-таки взяли, так как прохождение службы в вооруженных силах считал важным для своей политической карьеры. С 1978 по 1980 год он обучался в престижной Национальной школе управления, куда поступил, несмотря на огромный конкурс. По сведениям СМИ, в Школе управления Олланд был лидером молодых социалистов - в Социалистическую партию Франции он вступил в 1979 году. В этом же учебном заведении Олланд познакомился с будущим премьер-министром Домиником де Вильпеном, а также со своей будущей гражданской женой и соратником по партии Сеголен Руаяль.

После окончания ENA Олланд начал работать аудитором в Счетной палате. Перед президентскими выборами 1981 года он также выступил экономическим советником кандидата от социалистов Франсуа Миттерана, который по результатам голосования одержал победу и стал главой государства. В дальнейшем Олланд продолжил консультировать президента страны по экономическим вопросам, а Сеголен Руаяль стала консультантом Миттерана по вопросам здравоохранения, окружающей среды и делам молодежи.

В 1981 году в возрасте 26 лет Олланд впервые принял участие в выборах в Национальную Ассамблею в округе Юссель департамента Коррез. В прессе отмечалось, что с этим регионом политика ничего не связывало. Его соперником на выборах стал мэр Парижа Жак Ширак, который прозвал молодого социалиста "лабрадором Миттерана". Олланд проиграл, тем не менее, ко всеобщему удивлению, получив 26 процентов голосов. Затем, с 1983 по 1989 год, Олланд был муниципальным советником округа Юссель. В 1983 году молодой политик также возглавил кабинет Макса Галло, официального представителя правительства Пьера Моруа, а в 1984 году он в аналогичной должности работал с министром иностранных дел Роланом Дюма. В том же 1984 году Олланд стал советником Счетной палаты.

В 1988 году Олланду удалось попасть в парламент - он был избран депутатом от округа Тюль департамента Коррез, получив почти 53 процента голосов. С 1988 по 1991 год Олланд преподавал экономику в Институте политических исследований. В 1993 году, проиграв на парламентских выборах, он лишился своего мандата депутата, после чего несколько месяцев проработал адвокатом в бюро своего друга Жана-Пьера Миньяра. В 1994 году политик стал национальным секретарем Социалистической партии, в этой должности он курировал экономические вопросы.

На парламентских выборах июня 1997 года социалисты получили большинство голосов, депутатский мандат от Тюля удалось получить и Олланду. Новым премьер-министром Франции стал Лионель Жоспен. Именно он порекомендовал назначить Олланда на должность, которую ранее занимал сам – лидера, или формально - первого секретаря Социалистической партии Франции. Новый пост, отмечали СМИ, стал для Олланда компенсацией за то, что он не вошел в новое социалистическое правительство, как многие его соратники, в том числе и Руаяль.

Партийный список на региональных выборах 1998 года в Коррезе, который возглавил Олланд, получил 43 процента голосов. С 1998 по 2001 год лидер социалистов занимал пост вице-президента регионального совета области Лимузен, в которую входил департамент Коррез. В 1999 году Олланд был избран в Европейский парламент, однако он проработал в нем всего шесть месяцев, решив сосредоточиться на своей деятельности в Национальной Ассамблее.

В 2001 году Олланд был избран мэром Тюля. В связи с этим он оставил свой пост вице-президента регионального совета. В 2002 году лидер Социалистической партии был переизбран в Национальную Ассамблею - на этот раз от Тюля, получив 52,9 процента голосов.

В 2004 году Олланд инициировал проведение внутрипартийного голосования по вопросу о принятии Францией общеевропейской конституции. Большинство членов Соцпартии поддержали его, однако французские граждане на референдуме в мае 2005 года проголосовали против конституции. В том же году Олланд был переизбран первым секретарем Социалистической партии.

На президентских выборах 2007 года кандидатом от социалистов стала Сеголен Руаяль. Олланд всячески поддерживал ее избирательную кампанию. В мае 2007 года, во втором туре выборов, Руаяль проиграла Николя Саркози. В июне 2007 года состоялись парламентские выборы, на которых социалисты выступили неудачно, получив лишь 190 мест из 577. Однако самому Олланду вновь удалось вновь стать депутатом по итогам голосования на выборах в департаменте Коррез, где за его кандидатуру было отдано 60 процентов голосов. Сразу после неудачных для социалистов парламентских выборов Руаяль объявила, что они Олландом расстались.

В марте 2008 года Олланд был избран членом генерального совета департамента Коррез от кантона Вижуа, а затем был избран президентом этого органа власти. На муниципальных выборах в Тюле список партии социалистов получил 72 процента голосов, что позволило избрать мэра от этой партии: Олланд уступил кресло одному из своих сподвижников – Бернару Комбу. В ноябре 2008 года Олланд оставил пост первого секретаря Социалистической партии, чтобы посвятить себя полностью работе в департаменте Коррез. Вместо него лидером партии стала Мартина Обри. Сообщалось, что Олланду неплохо удавалось управлять департаментом и создать этому небольшому сельскохозяйственному региону сбалансированный бюджет.

31 марта 2011 года Олланд был переизбран президентом генерального совета Корреза и тут же официально объявил о том, что будет выдвигать свою кандидатуру на предварительных выборах кандидата от Социалистической партии перед президентскими выборами 2012 года. Популярным кандидатом от социалистов также считался управляющий директор Международного валютного фонда Доминик Стросс-Кан. Однако в мае 2011 года Стросс-Кан оказался замешанным в сексуальном скандале, что заставило его выбыть из президентской гонки.

В октябре 2011 года состоялись два тура праймериз Социалистической партии Франции, в которых могли принять участие не только ее члены, но и все приверженцы левых идей, готовые заплатить за возможность проголосовать небольшую сумму – около одного евро. Всего в праймериз приняли участие около 2,7 миллиона человек. 16 октября 2011 года стало известно, что Олланд победил своего основного конкурента - Мартину Обри, набрав 56 процентов голосов. Во втором туре Олланда поддержали остальные кандидаты, в том числе Руаяль. После победы на праймериз его главным противником на предстоящих выборах назывался действующий президент Франции Саркози.

В первом туре состоявшихся 22 апреля 2012 года президентских выборов Олланд набрал, по предварительным итогам, почти 29 процентов голосов избирателей и вышел во второй тур вместе с Саркози, который получил около 27 процентов голосов. Во втором туре выборов, состоявшемся 6 мая 2012 года, Олланд также одержал победу, набрав около 52 процентов голосов избирателей. Он сменил признавшего свое поражение Саркози на посту президента 15 мая.

В сентябре 2012 года Олланд предложил ввести 75 % налог для граждан, имеющих доходы свыше 1 миллиона евро в год, но конституционный суд отверг его инициативу.

В 2013 году по распоряжению Олланда французские войска начали проводить интервенции в Мали и Центральноафриканской Республике.

В ноябре 2013 года рейтинг популярности Олланда составил 20%, что сделало его самым непопулярным президентом пятой республики за всю её историю.