Friedrich von Frankenberg war der Sohn des Grafen Ernst von Frankenberg auf Tillowitz und der Gräfin Eleonore von Frankenberg, geb. Gräfin von Ledebur-Wicheln. Er studierte 1853 und 1854 in Bonn und Breslau drei Semester Rechtswissenschaft, später in Tharandt ein Jahr Landwirtschaft. In Bonn wurde er 1853 Mitglied des Corps Borussia. Durch den frühen Tod seines Vaters wurde er Herr einer der größten Besitzungen in Preußen, nämlich der Herrschaft Tillowitz im Kreise Falkenberg in Oberschlesien. Dies ermöglichte ihm in den folgenden Jahren umfangreiche Reisen.
Während des Krieges von 1866 meldete er sich freiwillig zur Armee und nahm als Ordonnanzoffizier des VI. (schlesischen) Armeecorps am Krieg und der Schlacht bei Königgrätz teil. Während des Deutsch-Französischen Krieges von 1870/71 widmete er sich in seiner Eigenschaft als Malteserritter der freiwilligen Krankenpflege. Dabei erhielt er das Eiserne Kreuz am weißen Bande.
1867 wurde er in den (norddeutschen) Reichstag gewählt. Er hat dem Deutschen Reichstag bis zum Jahre 1881 ununterbrochen angehört; seit 1874 vertrat er den Kreis Ohlau-Nimptsch-Strehlen.[1] Vorübergehend (1867–1869) gehörte er auch dem preußischen Abgeordnetenhause an; dort vertrat er den Kreis Neustadt-Falkenberg. Er schloss sich der Reichspartei an.
In seiner Parlamentstätigkeit unterstützte er, obwohl selbst Katholik, insbesondere den Kulturkampf an der Seite von Reichskanzler Otto von Bismarck. Weiter engagierte er sich für die Regulierung der Oder und unterstützte auch die Wirtschaftspolitik Bismarcks.
Weiter war er Amtsvorsteher, Kreisdeputierter, Mitglied des Provinzialausschusses und des Provinzialrats in der Provinz Schlesien, sowie des Kuratoriums des Museums der bildenden Künste in Breslau und engagierte sich im Deutschen Kolonialverein.
Nach Ende seiner Mitgliedschaft im Reichstag wurde er 1883 in den Volkswirtschaftsrat, 1884 in den Staatsrat und 1885 in das Herrenhaus berufen. Im Herrenhaus setzte er sich insbesondere für den Ausbau der Wasserstraßen und des Eisenbahnnetzes in Schlesien ein. Die Steuerreform von Johannes von Miquel bekämpfte er scharf, weil sie ihm einen sozialistischen Zug an sich zu haben schien.
1896 ernannte ihn Wilhelm II. zum Wirklichen Geheimrat mit dem Prädikat Excellenz. 1872 hatte Friedrich sich mit Luise Prinzess von Hohenlohe-Oehringen verheiratet, von der er zwei Töchter und einen Sohn hatte.