Suo padre, Giulio Caccini, fu uno dei nomi più illustri del primo '600 italiano nonché uno dei “fondatori” del melodramma moderno. Francesca, da lui formata, debuttò a 13 anni nella sua opera Euridice messa in scena in occasione del matrimonio di Maria dè Medici con Enrico IV e si distinse subito per talento e bellezza. Proprio alla sua avvenenza deve il vezzegiativo toscano di "Cecchina", con cui è spesso ricordata nell cronache del tempo. Apprese sempre dal padre la tecnica del clavicembalo e del liuto, che le valsero un impiego a Firenze presso i Medici.
Brillantissima e affascinante personaggio dell'alta società, fu anche poetessa ed attrice ed istituì presso la residenza medicea uno dei primi ensemble a formazione fissa della storia insieme alle sue sorelle Settimia e Margherita e al fratello Pompeo.
Giulio Caccini aveva infatti personalmnte istruito in musica sua moglie e tutti i suoi figli con ottimi risultati, come narra nella prefazione “Le nuove musiche”, una raccolta ad uso e consumo dell'ensemble familiare fondato dalla figlia.
Sposò il compositore G.B. Malaspina, ma dopo la sua morte si ritirò a vita privata.
Che t'ho fatt'io
Non ci sono pervenuti molti suoi lavori, ma sappiamo per certo che fu la prima donna a comporre un melodramma. (La liberazione di Ruggiero dall'isola di Alcina, 1625).
Dall'opera La liberazione di Ruggiero dall'isola di Alcina (1625), Aria Ch'amor sia nudo