Hij studeerde biologie in Nijmegen en Groningen en in 1977 promoveerde hij aan de Universiteit van Utrecht. In 1975 begon hij ondertussen al met een project waarbij hij de chimpansees in de Arnhemse Burgers Zoo bestudeerde. Dit project zou uiteindelijk zes jaar duren en leiden tot het boek 'Chimpansee-politiek. Macht en seks bij mensapen.'
In 1981 ging de Waal onderzoek doen bij het Wisconsin Regional Primate Research Centre in Amerika. Daar ging hij zich meer focussen op verzoeningsgedrag bij apen en kwam hij met het boek Peacmaking among Primates.
Frans de Waal is wereldberoemd geworden met zijn onderzoek en de vele andere boeken die hij screef en kreeg in 2007 zelfs een prominente plaats in de Time Magazine Top 100 van meest invloedrijke mensen ter wereld.
In zijn boek ‘Een tijd voor empathie’ (2009) stelt de Waal dat empathie niet een uniek menselijke kwaliteit is, maar dat deze emotie voortkomt uit de evolutie en dus uit het dierenrijk. Empathie blijkt in het proces van de evolutie namelijk een zeer nuttige eigenschap, die sommige soorten de mogelijkheid geeft beter te overleven. Met de subtitel ‘ Wat de natuur ons leert over een beter samenleving’, plaatst de Waal zijn boek in een maatschappelijk kader en stelt hij de vraag hoe wij empathie in onze samenleving een grotere rol kunnen geven.