Sus padres fueron el general Vielé, gobernador militar de Virginia, y Teresa Griffin; los Vielé hugonotes calvinistas de Lyon, tuvieron que abandonar Francia a principios del siglo XVII, con ocasión de la revocación del Edicto de Nantes; los Griffin, católicos escoceses, emigraron a los Estados Unidos, huyendo de las persecuciones de Cromwel. La familia Vielé-Griffin fue una de las más distinguidas e influyentes de Nueva York en el siglo XIX. Probablemente, a finales de este siglo, el poeta cambió legalmente su nombre por el que es conocido en la historia de la poesía francesa. En 1872, tras el divorcio de sus padres, regresa a Francia con su madre y su hermana Emily (autora de un libro de poemas y una novela de carácter autobiográfico), conservando la nacionalidad americana, aunque nunca volvió a su país natal. En el colegio de segunda enseñanza conocerá a Henri de Régnier, importante poeta simbolista. Francis estudiará Derecho en la Sorbona. Instalado en el Barrio Latino, duda entre la dedicación a la pintura o a la poesía; una entrevista con Jules Laforgue determinó su dedicación por esta última. En 1885, año de su matrimonio, comienza su carrera literaria; publica "Cueille d'Avril".

Para el autor el amor, la belleza y la vida son temas centrales de su obra. Hacia 1885 empieza la gran batalla por imponer el Simbolismo. Defiende el vers libre; amigo de Mallaré e inseparable de Régnier y René Ghil funda la revista Ecrits pour l'Art, la cual ofrece una ayuda no despreciable al movimiento anarquista francés. Tuvo colaboradores como André Gide, Debussy o Valéry. En 1896 reside en el valle del Loire, paisaje que dejaría una profunda huella en su poesía. Colaboró en revistas como Mercure de France, L'Ermitage y L'Occident.