Premier prix du Conservatoire royal de Bruxelles en 1995, Françoise Gillard est repérée par Adrian Brine, qui la distribue dans Arcadia de Tom Stoppard, puis à Paris dans Un mari idéal d’Oscar Wilde. Elle rejoint la Comédie-Française en 1997 et devient la 507e sociétaire de la Troupe en 2002.

Son interprétation de la princesse Alarica dans Le mal court de Jacques Audiberti, mise en scène par Andrzej Seweryn, est saluée par le prix de la meilleure comédienne du Syndicat de la critique et le prix Suzanne Bianchetti de la SACD en 2001.

Elle incarne de grands rôles féminins du répertoire : Roxane dans Cyrano de Bergerac de Rostand par Denis Podalydès, Elvire dans Dom Juan ou le Festin de pierre de Molière par Jacques Lassalle, Rosette dans On ne badine pas avec l’amour de Musset par Yves Beaunesne, ainsi que les rôles-titres dans Psyché de Molière, Antigone d’Anouilh et Esther de Racine ; chez Molière elle est Frosine dans L’Avare par Lilo Baur, Dorimène dans Le Bourgeois gentilhomme par Valérie Lesort et Christian Hecq.

Elle défend aussi l’écriture contemporaine avec Lars Norén en 2003 dans Pur, puis Poussière en 2018. Elle donne voix à de grandes figures d’émancipation : L’Événement d’Annie Ernaux, un seule-en-scène qu’elle jouera de 2017 à 2024, Hors la loi de et par Pauline Bureau où elle incarne la figure de Gisèle Halimi. Elle est aussi Stella Kowalski dans Un tramway nommé désir de Tennessee Williams, Arielle dans_7 minutes_ de Stefano Massini, la fille dans Music-Hall de Jean-Luc Lagarce, Camille dans Je reviens de loin de Claudine Galea, ou encore la Fée dans Pinocchio Créature, d’après Collodi. Elle joue également dans Les Enfants du silence de Mark Medoff en français et en langue des signes française.

Françoise Gillard se tourne aussi vers le chant, la danse et la mise en scène. Elle conçoit et interprète La Ballade de Souchon (cabaret musical de la Comédie-Française, en collaboration avec Amélie Wendling), crée les spectacles dansés L’Autre et Signature avec Claire Richard, et présente à la Mac de Créteil Parce que j’en avais besoin. Elle met aussi en lecture Sois belle et tais-toi, d’après le documentaire de Delphine Seyrig, dans le cadre des Théâtres à la table.

Au cinéma, elle tourne sous la direction d’Héloïse Pelloquet, Jeanne Labrune, Bruno Podalydès, Alain Resnais et Emmanuel Bourdieu et est à l’affiche en 2024 de Finalement de Claude Lelouch.