Родилась в Нью-Йорке в семье актрисы Жа Жи Габор и предпринимателя, основателя сети отелей «Hilton» Конрада Хилтона. Начиная с 1970-х годов она периодически появлялась в кино и на телевидении. Среди её актёрских работ фильмы «Безопасное место» (1971), «Кормушки» (1974) и «Миссис Птеродактиль» (1997). Она также появилась в качестве гостьи в ряде телешоу.
Родилась в 1947 году в Нью-Йорке после того, как ее родители получили развод в сентябре 1946 года[1][2]. Ее отец, Конрад Николсон Хилтон, был основателем сети отелей Hilton[1][3][4]. Ее мать, Жа Жа Габор, была венгерской актрисой и светской львицей[1][3][4]. В своей автобиографии 1991 года «Одной жизни недостаточно», Габор утверждает, что её беременность была результатом изнасилования её тогдашним мужем Конрадом Хилтоном[3][5].
Она была единственным ребенком Жа Жа Габор и, следовательно, единственным потомком сестёр Габор, а также единственной дочерью Конрада Хилтона. Ее единокровными братьями были Конрад Николсон Хилтон младший (1926–1969); Уильям Бэррон Хилтон (1927–2019)[6] и Эрик Майкл Хилтон (1933–2016). Она посещала кинопремьеры вместе с матерью и в детстве участвовала в соревнованиях по конному спорту[2][3].
В 1947 году, когда Хилтон была младенцем, грабитель вошел в их дом, связал Жа Жа Габор и их экономку и пригрозил убить Франческу. Грабитель украл ювелирные изделия на сумму более 750 000 долларов[7].
После смерти отца в 1979 году Хилтон унаследовала только 100 тыс. долларов из его многомиллионного состояния, а её попытки оспорить эту сумму в суде закончились неудачей. У Хилтон на протяжении многих лет были напряженные отношения с девятым мужем матери Фредериком Принцем фон Анхальтом. В октябре 1993 года она вышла замуж за Жозефа Пича. Пара развелась в 2010 году, детей у них не было. На момент смерти она была помолвлена с Майклом Нацисом. Большую часть своей жизни она прожила в Лос-Анджелесе[3][1][4].
После того, как здоровье Жа Жа Габор ухудшилось, Франческа неоднократно пыталась в судебном порядке получить опекунство над ней.[8][9]
На момент своей смерти Хилтон была бездомной и некоторое время жила в своей машине. Умерла в медицинском центре Cedars-Sinai в Лос-Анджелесе 5 января 2015 года в возрасте 67 лет после перенесённого ею инсульта и сердечного приступа[8][2][4]. Мать пережила дочь почти на два года и умерла в 99-летнем возрасте, не дожив месяца до 100-летия. Жа Жа Габор, которой тогда было 97 лет, страдала слабоумием, она не знала о смерти своей дочери и никогда не была проинформирована об этом до своей собственной смерти в декабре 2016 года[2]. Похороны Франчески Хилтон прошли в католической церкви Святого Амвросия в Западном Голливуде[10]. Ее кремировали и прах был захоронен на Вествудском кладбище рядом с её тетей Эвой Габор[11].