Francisco Muniz s-a nascut in 1985 in Wood-Ridge, New Jersey. Muniz a fost descoperit la varsta de opt ani la un show al talentelor din Raleigh, North Carolina, o suburbie a Knightdale (la scurt timp dupa ce familia s-a mutat din Wood-Ridge) si i s-a oferit rolul lui Tiny Tim intr-o productie locala, "A Christmas Carol". Parintii lui au divortat la putin timp dupa aceea. Astfel Muniz s-a mutat impreuna cu mama lui la Burbank, California.
El a aparut in numeroase reclame televizate si a debutat ca actor prin intermediul rolului din filmul "To dance with Olivia"(1997), in care a jucat rolul lui Lou Gossett Jr. In acelasi an, el a aparut intr-o productie a CBS Hallmark Hall of Fame, "What the deaf man heard".De asemenea a avut si un mic rol in filmul "Lost and found" (1999).
Datorita rolului din seria "Malcolm in the middle", Muniz a castigat foarte multe premii: a fost nominalizat pentru "Golden Globes" in 2000 si 2001, pentru "Emmy Awards" in 2001 si a fost onorat cu Hollywood Reporter 'Young Star Award' pentru munca pe care a depus-o pentru realizarea acelei serii.
In timpul carierei sale din televiziune, Muniz a aparut in show-uri ca Lizzie McGuire, Sabrina, The Teenage Witch si MADtv.
Muniz a contribuit pentru a dubla vocea unui animal in filmul "Dr.Dolittle 2"(2001).
A avut succes in 2002 cu lansarea filmului "Big fat liar", in care a jucat alaturi de actrita Amanda Bynes. Datorita rolului din acest film a fost nominalizat pentru mai multe premii, dar nu a castigat nici unul dintre ele.
In 2003, Muniz a aparut in primul episod al seriei MTV, "Punk'd", prezentata de Ashton Kutcher. Kutcher l-a pacalit pe Muniz facandu-l sa creada ca masina lui a fost furata. Ceea ce Muniz nu stia era faptul ca masina lui fusese in secret ascunsa de catre agentul lui Kutcher, BJ Novak. Dupa ce gluma a inceput sa devina serioasa, Muniz s-a suparat si a inceput sa injure pana la momentul in care Kutcher i-a spus ca i-a fost facuta o farsa, participand astfel la emisiunea "Punk'd".
In 2003, Muniz a jucat rolul pricipal in "Agent Cody Banks", iar in 2004 in "Agent Cody Banks 2: Destination London".
In aprilie 2006, Muniz a inceput filmarile la "My sexiest Year", un film independent filmat in New York si Miami si in care va juca si nominalizatul la Oscar, Harvey Keitel, rolul tatalui lui Muniz.
In 2007, Muniz si-a facut aparitia intr-un episod din populara serie "Criminal Minds". Episodul intitulat "True night", l-a prezentat pe Muniz jucand rolul unui faimos scriitor de benzi desenate care a devenit un criminal violent, dupa ce a cazut victima unor mafioti care l-au fortat sa priveasca cum ei o violeaza si o ucid pe sotia lui insarcinata.