Frankenheimer sa stal slávnym vďaka filmom ako politický thriller The Manchurian Candidate s Frankom Sinatrom v hlavnej úlohe, Birdman of Alcatraz s Burtom Lancasterom a Ronin s Robertom de Niro.
K jeho ďalším úspešným snímkam patrí Sedem dní v máji, ako aj druhý diel Francúzskej spojky. Popri veľkých kinofilmoch vzniklo pod jeho réžiou aj veľa televíznych filmov.
Frankenheimer vyrástol v New Yorku a pôvodne sa chcel stať profesionálnym hráčom tenisu. Neskôr ho zaujalo herectvo a počas služby v letectve americkej armády urobil prvé zábery kamerou.
V priebehu 50 rokov filmovej kariéry dostal Frankenheimer mnoho ocenení, medzi nimi aj štyri ceny Emmy. Jeho filmový repertoár siahal od sociálnej drámy po politický thriller.