1973년 프랑스 안시에서 태어났고, 현재 파드칼레에 거주하고 있다. 전업 작가가 되기 전 IT엔지니어로 근무했다. 프랑크 샤르코 형사를 주인공으로 한 첫 소설 《핏빛 천사를 위한 지옥행 열차》(2003)로 SNCF 추리문학상 후보에 올랐으며, 또 다른 형사 뤼시 엔벨을 주인공으로 한 두 번째 소설 《죽은 자들의 방》(2005)은 2006년 추리문학페스티벌 독자상과 2007년 SNCF 추리문학상을 수상한 뒤 동명의 영화로 제작됐다. 독자들의 성원에 힘입어 각각의 시리즈 주인공이던 샤르코와 엔벨 형사를 대면시킨 샤르코 & 엔벨 3부작 《신드롬 E》(2010) , 《가타카》(2011), 《아톰카》(2012)는 밀리언셀러 작가로서의 명성을 공고히 한 대표 시리즈다. 시리즈의 첫 권인 《신드롬 E》는 출간 즉시 베스트셀러에 올라 스릴러의 본고장인 영미권을 포함, 전 세계 15개국에 번역 판권이 판매됐으며, 역시 영화화가 결정되어 〈블랙 스완〉의 시나리오 작가가 각색을 맡았다. 프랑크 틸리에는 등단 이후 발표하는 작품마다 평단과 언론의 대호평을 받으며 베스트셀러로 자리매김해 ‘틸리에 현상’이라는 붐을 일으켰고, 총 200만 부 이상의 판매 부수를 자랑하는 밀리언셀러 작가이자 프랑스 톱베스트셀러 작가로 등극했다.