Frantz Depaulis a suivi un premier cycle universitaire en sciences de la matière puis un second cycle en science de la vie. Il s'est alors spécialisé en génétique des populations moléculaires. Il a effectué un doctorat dans une unité d'écologie (Paris 6) sous la direction de Michel Veuille où il étudiait l'impact de la sélection naturelle sur l'ADN d'une espèce modèle de drosophiles avec des approches expérimentales et théoriques. Il a ensuite effectué un post-doctorat à l'université d'Edimbourg sous la supervision de Nick Barton. Il s'agissait d'adapter la coalescence, le cadre actuel de modélisation en génétique des populations, à des cas spatialement continus avec isolement par la distance.

Recruté au CNRS en 2002, il travaille au département de biologie de l'École normale supérieure de Paris, rue d'Ulm, dans l'équipe éco-évolution mathématique. Il y développe et applique des méthodes d'analyses de données basées essentiellement sur la théorie de la coalescence. Les sujets abordés concernent par exemple (i) les analyses de séries temporelles de données tant sur l’ADN ancien (pré-fossilisé) que sur des virus ou des populations expérimentales de bactéries, (ii) la détection des échanges génétiques entres espèces ou populations voisines, (iii) l’effet de la recombinaison génétique sur certains tests statistiques de détection de la sélection et la correction correspondante de ces méthodes.