Dai capelli rossi e a boccoli, Frances Conroy è stata una delle attrici più amate dal drammaturgo Arthur Miller, con cui ha lavorato in quattro opere teatrali. Studia recitazione alla Neighbourhood Playhouse e alla Juillian School, prestigiose scuole di New York e partecipa inizialmente in alcune produzioni tratte da Shakespeare prima del debutto a Brodway, nel 1980. Da allora si sposta da New York, recita a Minneapolis per poi approdare a Los Angeles, la città del cinema, ma soprattutto della televisione. Nel '79 era apparsa in un piccolo ruolo, interpretando l'attrice di Shakespeare, in Manhattan (1979) di Woody Allen. Ma le prime apparizioni sullo schermo saranno per alcune produzioni televisive, in particolare per i film per la tv : Amazing Grace and Chuck e LBJ : the Early Years. Partecipa anche in un piccolo ruolo per la serie The Twilight Zone. La prima vera parte cinematografica è nei panni di una figlia di Burt Lancaster, ne Il sogno del mare - Rocket Gibraltar (1988). Appare dunque in Due figli di... (1988) di Frank Oz, ancora per Woody Allen in Un'altra donna e in Crimini e misfatti (1989). Nel '91 un altro ruolo di supporto a Dustin Hoffman, Bruce Willis e Nicole Kidman per Billy Bathgate - A scuola di gangster. Nel '92 nel remake de Profumo di donna di Dino Risi, Scent of a woman. Nello stesso anno inizia la sua collaborazione con Arthur Miller, prima per "The last yankee" che le permette di ottenere un OBIE Award poi a Brodway per "Broken Glass" nel '94. Una grande quantità di piccoli ruoli cinematografici accompagnano la sua carriera teatrale, partecipando a svariate pellicole tra cui Le avventure di Huck Finn (1993), La seduzione del male (1996), versione cinematografica di un'opera di Miller e diverse apparizioni televisive in Law & Order o in Cosby. Nel 2001 viene contattata per il ruolo di Ruth nella serie televisiva Six Feet Under, in cui parteciperà per tutte e tre le stagioni. La sua interpretazione di una madre con problemi psichici, nevrotica e schizofrenica le vale una nomination agli Emmy Awards e un Golden Globe come miglior attrice. Nel 2004 appare nel ruolo della misteriosa Ophelia in Catwoman oltre che in una piccola parte in The Aviator di Martin Scorsese. Del 2005 invece la sua parte in Broken Flowers di Jim Jarmusch, in qualità di una delle quattro ex ragazze che Bill Murray torna a trovare alla ricerca di un suo figlio sconosciuto. Altre piccole parti in Shopgirl (2005) e Ira and Abby (2006), fino a Il risveglio delle tenebre (2007), dove interpreta uno dei membri della Luce incaricati a trovare e aiutare il giovane eletto che fermerà l'ascesa delle tenebre.