Родилась в местности Кажар. Девочка превосходила ровесниц по уровню интеллекта, хотя была очень недисциплинированной. После провала в её обучении (в 1953 не сдала вступительный экзамен в Сорбонне), в свои 19 лет стала известной благодаря публикации своей первой новеллы «Здравствуй, грусть» (Bounjour, tristesse) (1954), которая имела блестящий успех в обществе и у критиков. Саган, которую Франсуа Мориак назвал "очаровательным монстром”, получила благодаря этой новелле Премию Критики, среди таких опытных авторов, как Жан Гвиттон (Jean Guitton). Саган шокировaла учителей французского среднего класса своей простой историей об одной несовершеннолетней девочке, чувствительной и аморальной, обманувшей легкомысленного отца вместе с его любовницей, которая ей не нравится, рассказанной во фрагментарном и разочарованном стиле. Эта новелла изображает, прежде всего, внутренний мир самой Саган, который уже не изменится с тех пор: светский внутренний мир, состоящий из праздных и поверхностных людей, находящихся в поиске более убедительной реальности, чем тот мир, в котором они живут. Эта новелла считалась не только отражением несомненной чувствительности эпохи (явно своеобразной своим весёлым различием перед лицом решения литературного арбитража других писателей, например Сартра), но и началом определённого стиля женской литературы.

Обучалась в частных школах Франции и Швейцарии, в Парижском университете.

Известность Саган принесла первая повесть «Здравствуй, грусть» (1954), опубликованная, когда ей было 19 лет. Повесть была переведена на 30 языков мира, а затем экранизирована. За этим произведением последовали и другие романы, и многочисленные рассказы, пьесы, повести, например «Любите ли вы Брамса?» (1959), «Немного солнца в холодной воде» (1969), «Потерянный профиль» (1974), «Нарисованная леди» (1981), «Уставшая от войны» (1985).

Все произведения Франсуазы Саган — о любви, одиночестве, неудовлетворенности жизнью; они отличаются ясностью повествовательной манеры и точностью психологического рисунка.