Sa famille est expulsée d'Égypte (avec de nombreux Français et Britanniques) lors de la nationalisation du canal de Suez ; il arrive avec ses parents à Marseille en 1956 La famille s'installe à Monaco puis à Nice.
Il apprend le piano, le violon et la batterie.
Il trouve une place de batteur dans un orchestre de quartet de jazz à Monte-Carlo, place que son père refusera tout d'abord car celui-ci souhaitait que son fils soit comptable.
C'est à l'hiver 1960 qu'il arrive à Paris sur les conseils de Brigitte Bardot et de Sacha Distel avec Janet Woolcoot, qu'il a épousée le 5 novembre 1960 à Monaco.
Mars 1961 : son père décède d'une maladie des poumons, se laissant mourir, persuadé que la France l'a abandonné.
1962 : premier succès avec Belles belles belles, une adaptation Girls girls girls (are made to love), composée par Phil Everly des Everly Brothers, interprétée initialement par Eddie Hodges
1963 : Claude François demande à Michel Bourdais, dessinateur à Salut les copains, de réaliser son portrait. Il qualifiera de « merveilleux » ce dessin hyperéaliste qui est devenu par la suite, très célèbre.
1964 : Claude François à l'Olympia
1966 : apparition des Clodettes, ses danseuses.
1967 : il compose avec Jacques Revaux et écrit avec Gilles Thibaut le titre Comme d'habitude, à la suite de sa rupture avec la chanteuse France Gall, qui sera adapté en anglais par Paul Anka (My Way) et repris notamment par Frank Sinatra Elvis Presley et Sid Vicious (mais avec des modifications du texte).
13 mars 1967 : Claude François et Janet Woolcoot divorcent. Elle l'avait quitté au printemps 1962 pour Gilbert Bécaud qu'elle avait rencontré à l'Olympia.
1967 : il fonde sa maison de disques Flèche. La chanteuse Belge Liliane Saint-Pierre est la première artiste qui chante sur le label Flèche. Il rencontre Isabelle Forêt qui donne naissance à Claude Junior le 8 juillet 1968 et Marc le 15 novembre 1969, se ne sont pas des jumeaux. Sa chanson Parce que je t'aime mon enfant est adaptée en anglais et reprise par Elvis Presley, sous le titre My Boy.
14 mars 1970 : malaise pendant un concert à Marseille salle Vallier mais qui s'avérera être un coup monté en accord avec son producteur.
17 mai 1970 : accident de voiture sur l'autoroute du sud près d'Orange, un pneu éclate, Claude saura faire par la suite la « publicité » de cette marque de pneu à chaque interview qui suivit. Son nez est fracturé et les pommettes éclatées. Il devra subir une rhinoplastie.
1972 : Il reprend le journal Podium qui devient rapidement la plus grosse publication pour les jeunes.
Séparation avec la mère de ses enfants. Il rencontrera Sofia Kiukkonen, une finlandaise avec laquelle il restera quatre ans.
1973 : un fan l'agresse lors d'un concert.
1975 : il est une victime collatérale d'un attentat de l'IRA dans son hôtel Hilton de Londres. Il doit la vie à une passante qui prendra la déflagration de plein fouet.
1977 : il découvre que les droits qui lui ont été versés pour les adaptations de My Way, qui est devenu un succès mondial, n'ont pas été calculés correctement. Son dossier lui permet cependant d'obtenir gain de cause vers la fin de l'année3. Le 26 juin, il se fait tirer dessus alors qu'il est au volant de sa voiture, en chemin vers son moulin de Dannemois. Il échappe miraculeusement à la mort alors que la course poursuite avec ses agresseurs a duré pendant une dizaine de kilomètres.
Son dernier titre sera Alexandrie Alexandra (composé à l'automne 1977). Claude François meurt le 11 mars 1978, il parait qu'il c'est électrocuté dans sa baignoire, au 46, boulevard Exelmans à Paris. Il devait, l'après-midi même (il était déjà en retard) participer à l'émission Rendez-vous de Michel Drucker. Un flash spécial à la radio et à la télévision annonce, à 16 heures, son décès. Le journal Libération, qui le déteste, titre alors «Claude François a volté le chanteur préféré des moins de 10 ans s'est électrocuté dans sa salle de bains».
15 mars 1978 : son nouveau 45 tours Alexandrie, Alexandra arrive chez les disquaires, jour de ses obsèques qui eurent lieu en l'église d'Auteuil, à Paris.
Il est enterré au cimetière de Dannemois (Essonne) où sa tombe est l'objet de nombreuses visites. Il était propriétaire du moulin du village, aujourd'hui transformé en musée.
Le 11 mars 2000, une place Claude-François est inaugurée à Paris, boulevard Exelmans dans le 16e arrondissement, au pied de son ancien domicile parisien.
En 2005, une rue d'Ismaïlia est également baptisée en son honneur.