克里克出生于英格兰的北安普顿。他从小就有旺盛的求知欲,思维敏锐,对眼前的世界充满了好奇。他的家庭条件不错,属于中产阶级,因此童年时代他接受了良好的教育,先后在北安普顿和伦敦读完了中学。中学毕业后,他进入伦敦大学学习物理学,但由于二战爆发使他被迫中断了博士学位的攻读,来到英国海军部研究制造水雷。
二战结束时,克里克已到了而立之年。这时候,他对“生物与非生物的区别”产生了浓厚的兴趣,但那时他在生物学、有机化学以及晶体学方面都没有什么基础,因此他花了两年时间认真自学了这方面的知识,完成了从物理学家到生物学家的转变。
1947年,克里克进入剑桥大学斯特兰威斯实验室从事研究工作,随后又加入剑桥大学卡文迪什实验室,他要在这里完成自己的博士论文课题——多肽和蛋白质:X射线研究。在这里,他遇到了年轻的沃伦。在沃伦的邀请下,两人开始合作,拉开了颇具传奇色彩的DNA分子结构的研究。
克里克与沃森的两人组合,互相之间有着很好的互补。沃森曾经专门研究过噬菌体,擅长遗传学,而克里克则对X射线晶体衍射进行过深入的研究,这使得两人能够取长补短、优势互补,弥补了他们资金不足、实验设备落后的劣势。
1952年,沃森看到了威尔金斯与同事在一年前拍下的DNAX射线衍射照片,发现DNA的内部是一种螺旋形结构。当时其他研究者认为DNA应该是一种三链螺旋结构,而沃森则敏锐地发现DNA应该是一种双链螺旋结构。沃森将自己的想法告诉了克里克,克里克经过认真分析后完全赞同他的想法,于是两人在理论上形成了高度的一致:DNA是一种双链螺旋结构。随后,两人立即行动起来,在实验室里联手开始搭建DNA双螺旋模型,终于在1953年3月7日,将他们心中的DNA分子模型搭建成功了。