Han besteg tronen iÖsterrike sedan hans farbror,Ferdinand I av Österrike, abdikerat till följd avoroligheterna 1848. Hans far hade avsagt sig rätten till tronen redan tidigare, efter påtryckningar från sin fru,Sofia, som ansåg att sonen var bättre lämpad.
Han besegrades ikriget mot Sardinien 1859 och motPreussen 1866. Dessa båda förluster resulterade i 1867 års författningsreform (Ausgleich), vilket bland annat innebar att detungerska kungadömet återupprättades, i union med Österrike. Med 68 år på tronen är Franz Joseph den tredje längst, som myndig, regerande monarken i världshistorien, efterElizabeth II ochBhumibol Adulyadej.
Frans Josef var son tillFrans Karl av Österrike (1802–1878) ochSofia av Bayern (1805–1872). Frans Josefs uppfostran leddes i strängtkatolsk ochklerikal anda. Utvecklingen av de tilldragelser som följde på1848 års revolutioner i Europa förde honom tidigt till tronen. Då efter undertryckandet avoktoberupproret i Wien (1848) de ledande personerna vid hovet förmått hans farbror, kejsarFerdinand I, att abdikera, och då hans fader avsagt sig sina anspråk, tillträdde han 2 december 1848 regeringen.
Efter Schwarzenbergs död 1852 började Frans Josef personligen bli den bestämmande i styrelsen, och han valde i fortsättningen sina ledande ministrar och angav regeringens allmänna riktning, varvid experimenterats än med strängtabsolutistisk ochcentralistisk styrelseform, än med liberal centralism, än med eftergifter åt de många sinsemellan stridande nationaliteterna samt nu till sist medallmän rösträtt och en åtminstone delvis från partikularistiskt nationella synpunkter frigjord regeringspolitik.
Reaktionspolitiken på 1850-talet leddes av ministerAlexander von Bach. Dess kyrkopolitiskt betydelsefullaste tilldragelse, avslutandet av 1855 årskonkordat med påvenPius IX, vilket utplånade många avJosef II:s reformer och lade stor makt i det katolska prästerskapets händer, torde väsentligen ha berott på denultramontant sinnade kejsarens eget ingripande. Samtidigt isolerades Österrike utåt och ådrog sig särskilt underKrimkriget (1853–1856)Rysslands ovilja, utan att vinna västmakternas bevågenhet.
Den 18 februari 1853 utsattes Frans Josef för ett mordförsök av ungrarenJános Libényi, som sårade honom allvarligt med ett knivstick. Som tack för att kejsaren undkom med livet i behåll, beslöt hans bror, ärkehertigMaximilian av Österrike att uppföraVotivkyrkan inte långt från attentatsplatsen.
I Österrikeskrig mot Sardinien och Frankrike 1859 deltog Frans Josef personligen och lär vidSolferino ha visat stort mod. Genomfördraget i Villafranca samma år måste han avträdaLombardiet. Sedan detta krig blottat rikets svaghet, fann kejsaren sig föranlåten att ändra system och införa representativa författningar såväl för de särskildakronländerna som för monarkin i dess helhet. Med Ungern kunde ingen uppgörelse komma till stånd, så länge Frans Josef avböjde dess krav på en självständig ställning inom monarkin.
1864 deltog Österrike medPreussen ikriget mot Danmark, men tvisten om de i kriget erövrade landsdelarnas öde ledde i sin ordning till1866 års krig mellan de tyska stormakterna, Österrikes utdrivande ur Tyskland och förlusten av Venedig till det nya kungariketItalien.
Dessa olyckor förmådde Frans Josef att försona sig med ungrarna.Deák kallades till Wien och fick för Frans Josef framlägga deras krav.Beust blev ledande österrikisk minister, och Frans Josef gav på hans råd 1867 efter förungrarnas fordringar och lät (8 juni samma år) iBuda kröna sig till Ungerns kung.
I det nya statsförbundetÖsterrike-Ungern blevtyskar/österrikare ochungrare de härskande folken, inom varsin rikshälft, medanslaverna hölls nere och greps av starkt missnöje. Ett kortvarigt federalistiskt experiment med ministärenHohenwart (februari–oktober 1871) misslyckades genom de icke-tjeckiska nationaliteternas motstånd. De följande ministärerna (Auersperg,Taaffe,Windisch-Grätz,Badeni med flera) sökte sitt stöd hos växlande partikombinationer, varundertjecker och särskiltpolacker vann större inflytande. Partistriderna förlamade periodvis fullständigtriksrådets arbetsförmåga, och det i skarpa nationalitetskonflikter söndrade riket sammanhölls väsentligen genom Frans Josefs stora personliga auktoritet, vilken med åren starkt tilltog.
Utrikesärendena leddes till 1871 av Beust och därpå 1871–1879 av ungrarenAndrássy, som återknöt det goda förhållandet tillTyskland och genomförde ockupationen avBosnien och Hercegovina. Såväl vid bildandet avtrekejsarförbundet 1872 mellan Tyskland, Österrike och Ryssland som vid dess avlösande – sedan Ryssland, missnöjt överBerlinkongressens resultat 1878 dragit sig tillbaka – avtrippelalliansen mellan Tyskland, Österrike ochItalien 1882, spelade Frans Josef personligen en betydande roll i den europeiska, på den väpnade fredens upprätthållande inriktadejämviktspolitiken.
Frans Josef firade 1898 sitt 50-årsjubileum som regent, och i samband därmed restes statyer över honom iMährisch Weißkirchen ochOlmütz.
Österrike genomgick en stor materiell utveckling under hans regeringstid och Frans Josef tog konsekvenserna av sin nya ställning somkonstitutionell monark. Han gav bland annat stöd åt den rösträttsreform som genomfördes 1907 avMax Wladimir von Beck, efter förberedelser av ministärernaGautsch ochHohenlohe.
I Ungern mötte Frans Josefs av riks- och utrikespolitiska hänsyn betingade kompromisslösa fordringar på något så när enhetlig organisation av de båda rikshälfternas arméer häftigt motstånd från de starka nationalistiska och separatistiska partiriktningarna bland ungrarna.
Även ekonomiska frågor mellan de båda rikshalvorna framkallade farliga konflikter. Det krävde den gamle monarkens hela erfarenhet och auktoritet att gång efter annan för stunden utjämna, utan att han dock lyckades få till stånd någon varaktig uppgörelse.
År 1908 firades med stora högtidligheter Frans Josefs sextioårsjubileum som regent. Åt tronföljarenFrans Ferdinand överlät han från 1906 uppsikten överarméns och flottans utveckling.
Han stod dock aldrig i något intimare politiskt samarbete med denne och ogillade så djupt hans "ojämbördiga" äktenskap med grevinnanSophie von Chotek, att han vid underrättelsen ommordet på tronföljarparet i Sarajevo (28 juni 1914) på allvar däri såg en Guds straffdom över det brott motlegitimitetsprincipen detta äktenskap inneburit.
Under den kris, som nu följde och ledde tillförsta världskrigets utbrott, önskade Frans Josef uppriktigt fredens bevarande. Han insåg inte räckvidden av det ultimatum tillSerbien, som hans rådgivare formulerat. På grundval av oriktiga uppgifter om serbiskt överfall mot österrikisk-ungerska gränstrupper förmåddes Frans Josef att utfärda krigsförklaringen mot Serbien.
Om världskrigets utgång var Frans Josef från början djupt pessimistisk, och han hyste ingen större tilltro till generalstabschefenConrads fältherreförmåga och helst skulle han personligen ha önskat tysk överledning över de båda förbundna makternas arméer. Ståndaktig var han i sin förbundstrohet mot Tyskland och sin motvilja mot att genom landavträdelser till Italien söka köpa dess neutralitet.
Först under sitt sista levnadsår började han av ålderdomssvaghet hindras att åt regeringsärendenas skötsel ägna den minutiösa, på detaljer inriktade uppmärksamhet, som kännetecknade hans plikttrogna natur. Dock sysslade han ännu den sista dagen av sin levnad med löpande regeringsärenden. Han avled 21 november 1916 påSchönbrunn. Han efterträddes av sin brors sonsonKarl I.