ซินาตราประสบความสำเร็จอย่างสูงในวงการภาพยนตร์ ภายหลังจากเขาได้รับรางวัลออสการ์จากเรื่อง "ชั่วนิรันดร" เขาก็ได้รับบทนำในเรื่อง "The Man with the Golden Arm" (1955) และต่อมาในเรื่อง "The Manchurian Candidate" (1962) เขายังเล่นถาพยนตร์แนวภาพยนตร์เพลงอีกหลายเรื่องเช่น "On the Town" (1949), "Guys and Dolls" (1955), "High Society" (1956) และ "Pal Joey" (1957) ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลลูกโลกทองคำในเวลาต่อมา ในช่วงท้ายๆ ของการเล่นภาพยนตร์ เขารับบทเป็นจารชนในภาพยนตร์ "Tony Rome" (1967) จนได้รางวัลลูกโลกทองคำเซซิลบี. เดอมิลล์ (Golden Globe Cecil B. DeMille Award) ในปี ค.ศ. 1971 ในงานโทรทัศน์ ซินาตราได้เริ่มรายการ "เดอะแฟรงก์ ซินาตราโชว์" ออกอากาศผ่านช่องเอบีซีครั้งแรกในปี ค.ศ. 1950 และดำเนินการเรื่อยมาในช่วงทศวรรษ 1950 จนถึง 1960 ซินาตรายังมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับอิทธิพลด้านมืดอย่างมาเฟีย รวมถึงการเมืองอเมริกันเป็นอย่างมาก นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 เป็นต้นมา เขาได้ออกแคมเปญสนับสนุนประธานาธิบดีหลายคน ทั้ง แฮร์รี เอส. ทรูแมน จอห์น เอฟ. เคนเนดี และโรนัลด์ เรแกน แต่ถึงอย่างไรก็ดีจากการเสียชีวิตของเคนเนดี ก็ทำให้สายอิทธิพลมาเฟีย ของเขาสั่นคลอน