dra'daki King's College'da James Watson, Francis Crick ve Maurice Wilkins ile beraber çalıştı ve DNA çift sarmalının keşfedilmesine yol açması ile. 1962'de Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü paylaştılar. Dahası DNA'nın X-ışını kırınım görüntüleri, özellikle Fotoğraf 51'deki çalışmaları ile ünlüdür. 
Watson, Franklin'in Wilkins ile birlikte Kimya'da bir Nobel Ödülü sahibi olmasını önerdi ancak Nobel Komitesi ölümünden sonra aday gösterilmedi. DNA çalışmalarını tamamladıktan sonra Franklin, Birkbeck'te virüslerin moleküler yapıları konusunda öncü çalışmalara öncülük etti. Ekip üyesi Aaron Klug, 1982'de Kimya'da Nobel Ödülünü aldığı araştırmasına devam etti.

Rosalind Elsie Franklin 25 Temmuz 1920'de Londra'da, Notting Hill bölgesindeki 50 Chepstow Villas adresinde doğdu. Zengin ve nüfuz sahibi Britanya Yahudisi bir ailenin parçasıydı. Babası Ellis Arthur Franklin (1894–1964) liberal görüşlere sahip bir ticaret bankacısıydı ve Working Men's College'ta ders vermekteydi; annesi Muriel Frances Waley'di (1894–1976). Ailenin beş çocuğundan ikincisiydi ve en büyük kız çocuğuydu. David (1919’da doğan) en büyük kardeşti; Colin (doğum 1923), Roland (doğum 1926) ve Jenifer (doğum 1929) onun kardeşleridir. Babasının amcası, 1916'da İçişleri Sekreteri ve İngiliz Kabine'de görev yapan ilk pratik Yahudi olan Herbert Samuel (daha sonra Viscount Samuel) idi. Mamie olarak bilinen teyzesi Helen Caroline Franklin, Filistin İngiliz Yönetmeliği'nde Başsavcı olan Norman de Mattos Bentwich ile evlendi. Helen Caroline Franklin, sendika örgütü ve kadın seçim yasasında aktifti ve daha sonra Londra İlçe Meclisi üyesi oldu. Aktif olan Erkekler Koleji'nde babası gündüzleri elektrik, manyetizma ve akşamları Büyük Savaş tarihi dersleri verdi ve daha sonra müdür yardımcılığına geçtiği. Burada aktif olarak yer aldı.
Franklin'in ailesi, Nazilerden kaçan Avrupalı Yahudi mültecilerin, özellikle de Kindertransport'tan olan mültecilerin yerleşmesine yardımcı oldu. İki Yahudi çocuğunu evlerine götürdüler .
Franklin çocukluğunda olağanüstü skolastik yetenekler sergilerdi. Altı yaşındayken, Batı Londra'da özel bir gündüz okulunda okuyan Norland Place School'daki kardeşi Roland'a katıldı. Ayrıca kriket ve hokeye bir ilgisi vardı. Dokuz yaşındayken, bir yatılı okul olan Sussex'te Genç Bayanlar Lindores Okulu’na girdi. Okul sahil kenarındaydı ve ailesi hassas sağlık için iyi bir ortam istedi. Londra'da, fizik ve kimyayı öğreten birkaç kız okulundan biri olan St Paul'un Kız Çocuk Okulu'na (West London) gittiğinde on bir yaşındaydı. St Paul'da bilim, Latin, ve spor dallarında başarı gösterdi. Ayrıca Almanca öğrendi ve sonradan yararlı olduğunu düşündüğü dil olan Fransızca’yı öğrenmeye başladı. Derslerini üstlendi ve yıllık ödüller kazandı

O dönemde İngiltere'de bulunan kız okulları içinde fizik ve kimya eğitimi veren nadir okullardan birinde çalışkanlığı ve bilgisiyle ön plana çıkıyordu. Rosalind, 15 yaşına geldiğinde gelecekte ne olacağıyla ilgili fikri kesinleşmişti artık: O, bir bilim kadını olmak istiyordu. Ne var ki bu duruma ilk engel olabilecek kişi babasıydı. Babası, kızının yüksekokula gitmesine karşıydı. Kızını okutmak yerine onun, yardım kuruluşları için çalışan bir sosyal güvenlik uzmanı olması gerektiğini düşünüyordu. Ne var ki kızının ısrarlarına dayanamayacak ve yumuşayacaktı. Babasının okuması için izin vermesinin ardından Rosalind Franklin, 1938 yılında Cambridge'de bulunan Newnham Koleji'ne girdi. Burada fiziksel kimya öğrenimini tamamladıktan sonra 1941'de mezun oldu.

Okuldan mezun olduğunda iş yaşamı onu bekliyordu. Mezun olduğu 1941 yılında okulunun mezunlar derneğinde çalıştıysa da bir yıl sonra buradan ayrılıp İngiliz Kömür Değerlendirme Araştırmaları Birliği'ne girdi. Burada kömürün soğurma özelliklerine ilişkin çalışmalarda yer aldı. Kömür ve grafitin mikro yapılarına ilişkin çalışmaları sonradan yapacağı doktorasının temelin oluşturuyordu. Çalışmalarını titizlikle sürdürdü ve 1945'te Cambridge Üniversitesi'nden fiziksel kimya dalında doktora derecesi aldı.

Franklin 1938'de Newnham College, Cambridge'e gitti ve Natural Sciences Tripos'da kimya okudu.Orada, kendisi ile birlikte laboratuvar göstericisi olarak çalışan ve daha sonra King's College London'daki üst düzey meslektaşlarından biri olan spektroskopist Bill Price ile görüştü.
1941'de final sınavlarından dolayı ikinci sınıf onur ödülüne layık görüldü. Cambridge, B.A. ünvanını vermeye başladı. ve 1947'den itibaren kadınlara M.A. derece verildi ve önceki kadın mezunlar ise bunu geriye dönük olarak aldı. Cambridge'deki son bir yılında, Marie Curie'nin eski bir öğrencisi olan ve hayatını ve kariyerini büyük ölçüde etkileyen ve Fransızcasını geliştirmesine yardımcı olan bir Fransız mülteci Adrienne Weill ile tanıştı. Franklin, Newnham College'da bir araştırma görevlisi oldu daha sonra Kimya Nobel Ödülünü kazanan Ronald Norrish başkanlığında Cambridge Üniversitesinin fizikokimya laboratuvarına katıldı. Orada yaptığı bir yıllık çalışmada pek başarılı olmadı. Biyografisini yazan Norrish, "inatçı ve neredeyse tartışmaya aykırı, zorba ve eleştirilere duyarlı" olarak nitelendirdi. Norrish'in Laboratuvarından istifa ederek, 1942'de İngiliz Kömür Kullanım Araştırmaları Derneği (BCURA) 'nda asistan araştırma görevlisi olarak çalışarak Ulusal Hizmet Kanunlarının gereklerini yerine getirdi. BCURA, Londra güneybatı sınırında Kingston upon Thames yakınlarındaki Coombe Springs Estate'de bulundu. Norrish, BCURA'daki orduya danışmanlık yapıyordu. Yönetmen John G. Bennett idi. BCURA araştırması sırasında Cambridge'deki Adrienne Weill'in yatılı evinde kuzeni Irene Franklin'in Putney'deki amcasının boş evinde kendisine katılmasını istedi ve istediği kadar yatılı kaldı. Irene ile birlikte Hava Harekatı Müfettişi olarak gönüllü olarak çalıştı ve hava saldırıları sırasında halkın refahını sağlamakiçin düzenli olarak devriye gezdi.
Yoğunluğunu belirlemek için helyum kullanarak kömürün gözenekliliğini inceledi. Bu sayede, kömürlerin gözeneklerindeki ince daralmalar ile gözenekli alanın geçirgenliği arasındaki ilişkiyi keşfetti. Sıcaklık arttıkça maddelerin molekül boyutuna göre ayrıldığına karar vererek, kömürleri sınıflandırmaya ve yakıt amaçlı ve gaz maskeleri gibi savaş cihazlarının üretimine ilişkin performanslarını doğru bir şekilde belirlenmesine yardımcı oldu. Bu çalışma onun doktorasının temelini oluşturdu. Cambridge Üniversitesi'nin vermiş olduğu bir doktora tezi ,kömüre özel katı organik kolloidlerin fizikokimyası.

Avrupa'da II. Dünya Savaşı sona ermiş, yıkım dolu günlerin ardından bilimsel çalışmalar yeniden hız kazanmaya başlamıştı. Franklin çok az fiziksel kimyayı bilen bir fizikçi olarak Adrienne Weill'den yardım istedi. 1946 sonbaharında düzenlenen bir konferansta, Weill, Fransız hükümeti tarafından desteklenen bilimsel araştırma laboratuvarlarının büyük bir bölümünü oluşturan enstitüler ağı olan Marcel Mathieu'ya (Ulusal Ulusal Rehberlik Araştırmaları Merkezi) (CNRS) direktör olarak getirildi. Bu, Jacques Mering ile Paris'teki Laboratoire Central des Services Chimiques de l'État'da atanmasına yol açtı.

Mering, uzun yıllardır bu yöntemle incelenen binlerce düzenli kristalin aksine, rayon ve diğer amorf maddeler araştırmasına X-ışını kırınımı uygulayan bir X-ışını kristalografıydı.Ona amorf maddelere X-ışınları kristalografisini uygulamak için pratik yönlerini öğretti. Bu deneylerin yürütülmesinde ve sonuçların yorumlanmasında yeni zorluklar getirdi. Bu eser üzerinden kömür fiziği ve kimyasının ana akımının bir parçası haline getirilmiş birkaç daha yayın yayınladı. Bu çalışma 1993’de düzenli olarak yayınlanan Carney Chemistry and Physics of Carbon gazetesinde yayınlandı.

Rosalind Franklin, Cambridge'te geçirdiği yılların ardından geldiği Fransa'da, çok üretken üç yıl geçirecekti. 1947-1950 yılları arasında Paris'te Jacques Mering ile birlikte Devlet Kimya Hizmetleri Merkez Laboratuvarı'nda X ışınları kırınımı yöntemi üzerinde çalıştı. Bu yöntemle, bir maddenin atomlarına X ışınları kullanarak baktığınızda onların kristal yapısını görebiliyordunuz. Bu çalışmaların etkisiyle, ısıtılan karbonlarda grafit oluşumundan kaynaklanan yapısal değişiklikleri araştırarak kok kömürü sanayii ve atom teknolojisi açısından değerli bulgular elde etti.

1950'de King's College London'da çalışması için üç yıllık bir Turner & Newall Araştırma Görevlisi pozisyonuna seçilen Rosalind Franklin, 1951'de İngiltere'ye döndü. 1951'in Ocak ayında Tıbbi Araştırma Konseyi'nin (Medical Research Council; MRC) biyofizik biriminde çalışmaya başladı. Parçası olduğu ekibin başında John Randall vardı. Asli görevi çözeltideki protein ve lipitlerin X ışını kırınımını araştırmak olsa da Franklin üniversitedeki tek tecrübeli X ışını kırınımı uzmanı olduğundan Randall Franklin'e DNA üzerinde çalışmasını söyledi. Randall, bu düzenlemeyi daha Franklin işe başlamadan, Franklin'e yardımcı olacak doktora öğrencisi Raymond Gosling ve ileride Nobel Ödülü alacak Maurice Wilkins'in çığır açan araştırmaları nedeniyle yaptı.

Wilkins ve Gosling ham teçhizat kullanmalarına rağmen DNA molekülüne ilgiyi artıran olağanüstü bir kırınım resmini elde ettiler. Mayıs 1950'den beri DNA'nın X-ışını kırınım analizi yapıyorlardı. Randall, Franklin'den hem DNA kırınımı çalışmalarını, hem de Gosling'in tezinin rehberliğini devralmasını istediğini bildirmemişti. Nispeten ilkel teknolojiyle yaptıkları araştırmalarda DNA'nın dikkate değer bir kırınım resmini elde etmişlerdi ve bununla moleküle dikkat çekmişlerdi. Randall'ın Wilkins'e X ışını kırınımı üzerine çalışmaları ve Gosling'in tez danışmanlığını Franklin'in devralacağını söylememesi Franklin ve Wilkins arasında gerginliğe yol açtı.
Franklin, Gosling ile birlikte çalışarak, X-ışını kırınım tekniklerindeki uzmanlığını DNA yapısına uygulamaya başladı. Wilkins tarafından sipariş edilen yeni bir ince odaklı X-ışını tüpü ve mikrokamera kullanıyordu, Franklin özenle ayarladı ve dikkatle odaklandı. Fiziksel kimya geçmişini kullanarak, numunelerinin kritik hidratasyonunu ustalıkla manipüle etti. Wilkins bu gelişm