Frankie Muniz wird als Francisco James Muniz der Vierte als Sohn puerto-ricanischer Eltern geboren. Als kleines Kind beginnt sein Interesse für die Schauspielerei, als er seine Schwester in einem Theaterstück sieht. Seine eigene Schauspielkarriere beginnt Frankie Muniz im Alter von nur acht Jahren. Er gewinnt bei einem Talentwettbewerb und darf als Tiny Tim in einer lokalen Produktion von "A Christmas Carol" auftreten.
Nach dem ersten kleinen Erfolg bleibt Frankie Muniz am Ball und sammelt mehrere TV-Werbespots auf seinem Steckbrief. Sein Filmdebüt feiert der Schauspieler als Zwölfjähriger im Fernsehfilm "To Dance With Olivia". Kurz darauf ergattert Frankie Muniz eine Rolle in der Komödie "Get The Dog – Verrückt nach Liebe", die ihn einem breiteren Publikum bekannt macht und auch große TV-Produzenten auf den Plan ruft.
Im Jahr 2000 bekommt Frankie Muniz die Hauptrolle in der kultigen TV-Serie "Malcolm – Mittendrin". Seine Darstellung des Teenagers Malcolm, der als hochintelligenter Sprössling einer Mittelschichtsfamilie mit den Problemchen in der amerikanischen Kleinstadt kämpft, macht den jungen Schauspieler nicht nur unter Serien-Freaks weltberühmt. Nebenbei steht Frankie Muniz auch für die Kultserie "Cosmo und Wanda" vor der Kamera. Bis heute ist der Schauspieler in Gastauftritten in zahlreichen TV-Serien und in großen Kinoproduktionen auf der Leinwand zu sehen.
Nach dem Ende von "Malcolm – Mittendrin" 2006 versucht sich Frankie Muniz auch als Rennfahrer. Der Schauspieler fährt ziemlich erfolgreich in der amerikanischen "Formel BMW" und geht bis 2009 für verschiedene Racing-Teams an den Start. 2011 tritt er bei einem Rennen des "Mazda X-5 Cup" an.