Desde 1547 tomó la carrera militar acompañando al emperador Carlos V en diversas acciones de guerra en Alemania.
En 1550, compró una finca en Chamartín, a las afueras de Madrid, que sería conocida posteriormente como Quinta del Recuerdo.
En 1579, tras la detención y subsiguiente proceso de Antonio Pérez, la carrera de Francisco comenzó a decaer.
Se encontró afectado por diversas visitas o investigaciones, aunque la voluntad de Felipe II impidió que fuera procesado con ocasión de haber recibido dádivas de banqueros genoveses entre otras conductas.
Dejó su servicio y la corte en 1587 muriendo tres años después, el 22 de junio de 1590, posiblemente en su ciudad natal, Soria.