Родилась 22 июля 1974 года в Мюнстере, Северная Рейн-Вестфалия, Германия.

Выросла в пригороде Мюнстера, городке Дюлмен в семье школьного учителя и медсестры. У Франка Патенте итальянские корни, ее прадед был сицилийским итальянцем.

После окончания школы изучала актерское мастерство в Мюнхенской школе исполнительских искусств Отто Фаленнберга. В 1995 году продолжила обучение в Нью-Йоркской школе искусств Ли Страсберга.

В 1995 году исполнила дебютную роль Анны в фильме режиссера Шмидта «После пяти в джунглях» (Премия Bavaria Award).

Лучшие роли сыграла в фильмах немецкого кинорежмссера Тома Тыквера : Лола в триллере «Беги, Лола, беги» (1998, Премия «Bambi») и Сиси Шмидт в драме «Принцесса и воин» (2000).

С 2001 года снимается в голливудских фильмах, в том числе в блокбастерах «Идентификация Борна» (2002) и «Превосходство Борна» (2004).

В 2006 году Франка сыграла главную роль в картине «Элементарные частицы», а в 2007 году исполнила роль Кристины в ленте «Ромул, отец мой».

В 2008 году с участием Франки вышли такие картины как «Мост», «Волна» и «Че: Часть 2».

В 2009 году Потенте появилась в первом эпизоде 6 сезона американского сериала «Доктор Хаус». Также в 2009 году она сыграла немецкую шпионку в картине «Шанхай», где снялась вместе с Джоном Кьюсаком и Кэном Ватанабэ.

В 2010 году Франка Потенте сыграла главную роль в картине «Валери», а также появилась в роли Хильды в мини-сериале «1942. Крушение Лаконии».

В 2011-2012 годах Франка снималась в роли Анны Франк в телесериале «Американская история ужасов».

В 2013 году Франка играла роль Евы Хайссен в сериале «Легавый», а также снялась в одном из эпизодов сериала «Мост».

Также в 2013 году Франка закончила съемки в картине «Нет выхода, Джоуз», выход которой назначен на вторую половину 2014 года.