Frances O'Connor, tras lograr la fama en su Australia natal, ha logrado llamar la atención del público de todo el mundo al mostrar su gran versatilidad como actriz en todos los medios, incluido el cine, la televisión y el teatro.
O'Connor acaba de finalizar la esperada miniserie Cleverman, junto a Iain Glen, que se estrenará el mes que viene en el canal Sundance. Su última aparición en la pequeña pantalla ha sido en el papel que le valió una nominación a los Globos de oro en la aclamada miniserie de la cadena Starz The Missing, y la aclamada serie de ITV/ PBS, Mr Selfridge, junto a Jeremy Piven. Antes de eso, finalizó la película Mercy; la película independiente The Truth About Emmanuel, de la directora Francesa Gregorini, junto a Jessica Biel y Alfred Molina; y la película dirigida por Billy Bob Thornton Infierno en Alabama, junto a Robert Duvall, Kevin Bacon, John Hurt y Thornton.
Entre el resto de sus trabajos se incluyen películas australianas como El último cazador, junto a Willen Dafoe y Sam Neill, y Blessed, junto a Miranda Otto y Deborra Lee-Furness, que le valió el premio a mejor actriz de los premios del cine australiano. Para la televisión, causó un gran revuelo con su actuación en la serie de la ABC Cashmere Mafia, cuyo productor ejecutivo fue Darren Starr. También logró estupendas críticas gracias a su interpretación del personaje protagonista de la producción del West End londinenses Tom & Viv. Los premios Evening Standard la nominaron a mejor actriz gracias a su interpretación de Viv.
Al graduarse en la Academia de Australia Occidental de Artes interpretativas, en Perth, O'Connor empezó a trabajar con la Compañía de teatro de Melbourne. Poco después, participó en numerosas series de televisión australianas como Halifax f.p., antes de debutar en el cine en la película independiente australiana Amor y otras catástrofes. En este sorprendente éxito, proyectado con gran acogida en el Festival de Cine de Cannes, actuó junto a Radha Mitchell. Posteriormente, O'Connor protagonizó Kiss or Kill, película que le valió el premio a mejor actriz en el Festival de Cine de Montreal, además de una nominación del Instituto del Cine australiano en la misma categoría. Ese mismo año también lograría una segunda nominación del Instituto del Cine australiano a mejor actriz por su interpretación en La chica de mis sueños, en la que actuó junto a Cate Blanchett.
O'Connor logró llamar la atención a nivel internacional gracias a su primera película fuera de Australia, en 1999, en la que interpretaba a Franny Price en la adaptación que Patricia Rozema hizo de Mansfield Park, junto a Embeth Davidtz y Alessandro Novola. En 2001, O'Connor logró una nominación a los Globos de oro a mejor actriz de una miniserie o telefilme gracias a su papel protagonista en la miniserie de la BBC Madame Bovary. Estas dos destacadas interpretaciones llamaron la atención de Steven Spielberg, que posteriormente la contrataría para que hiciese de madre de Haley Joel Osment, junto a Jude Law en A.I. Inteligencia Artificial.
Otros trabajos destacables de O'Connor en el cine son la aclamada película de la HBO Ángeles de hierro, junto a Hilary Swank y Anjelica Huston; Adam y ellas, junto a Kate Hudson y Stuart Townsend; Windtalkers, de John Woo, junto a Nicolas Cage; Al diablo con el diablo, junto a Brendan Fraser; y La importancia de llamarse Ernesto, con Colin Firth. En teatro, volvió a trabajar junto a Brendan Fraser en Cat on a Hot Tin Roof, interpretando a Maggie en el West End londinense, en 2001.