Родился 4 марта 1954 г. в центральной части Франции. Отец - нотариус, мать - преподаватель истории. В семье четверо сыновей. Среднее образование получил в г. Ле Мане, высшее - в Университете Ле Мана и Парижском университете имени Рене Декарта (юридический факультет). Имеет степень магистра публичного права и диплом прикладных исследований в области публичного права и политических наук.
Карьеру политика начал как помощник депутата Национального собрания от департамента Сарт (1976-77 гг.). Работал в аппарате министра транспорта (1978-80 гг.), а затем - министра обороны (1980-81 гг.) при президенте В.Жискар д'Эстене. В 1981 г. - руководитель службы законодательной и парламентской деятельности в министерстве промышленности.
Занимал выборные должности на муниципальном и департаментском уровне: член муниципального совета, заместитель мэра и мэр г.Сабле-сюр-Сарт в департаменте Сарт (1983-2001 гг.), заместитель председателя и председатель генерального совета департамента Сарт (1992-1998 гг.). В 1990-93 гг. - председатель комитета по экономическому развитию департамента Сарт. В 1998-2004 гг. - председатель регионального совета региона Пэи де ля Луар.
В 1981 г. в возрасте 27 лет впервые избирается депутатом неоголлистского Объединения в поддержку Республики (ОПР) от департамента Сарт, с тех пор неоднократно переизбирался в Национальное собрание. С 1986 по 1988 гг. возглавлял комиссию Национального собрания по национальной обороне и вооруженным силам. Сенатор от департамента Сарт.
В 1993-1995 гг. - министр высшего образования и научных исследований в правительстве Э.Балладюра. В 1995-1997 гг. - министр-делегат по вопросам почты, телекоммуникаций и космоса в правительстве А.Жюппе. В 2002-2005 гг. - министр по социальным вопросам, вопросам труда и солидарности в правительстве Ж.-П.Рафарена.
В 80-е гг. - национальный секретарь по вопросам обороны ОПР. В 1999 г. претендовал (как и Н.Саркози) на место председателя ОПР после ухода с этого поста Ф.Сегена, но был вынужден снять свою кандидатуру в пользу победившей в итоге на партийных выборах М.Аллио-Мари.
С 2004 г. сближается с будущим кандидатом в президенты от правящего Союза за народное движение (СНД) Н.Саркози. В июне 2005 г. вошел в состав предвыборного штаба Н.Саркози в должности политического советника. Внес большой вклад в предвыборную кампанию и победу Н.Саркози.
18 мая 2007 г. назначен премьер-министром первого правительства Н.Саркози.
Первый контакт между Председателем Правительства России В.В.Путиным и Ф.Фийоном состоялся в мае 2008 г. в рамках рабочего визита главы российского правительства в Париж. Главы правительств возглавляют ежегодные заседания Российско-Французской Комиссии по вопросам двустороннего сотрудничества.
Женат. Имеет трех сыновей и дочь.