Nominado al Premio Emmy y dos veces nominado a los Globos de Oro, ha recibido entusiastas críticas por su interpretación del inteligentísmo Malcolm en la serie de televisión Malcolm in the Middle. Además, la Asociación Americana de Críticos de Televisión le nominó al The Hollywood Reporter Young Star Award como Actor más Destacado en una Serie de Comedia.

Muniz se ha convertido en una estrella emergente de la pantalla grande. Tras reventar las taquillas con la primera Superagente Cody Banks y Big fat liar - Gordo mentiroso (que recaudaron cada una más de 50 millones de dólares en los Estados Unidos), Muniz va a prestar la voz a un bebé cebra abandonado que crece en un granja de Kentucky creyendo que es un caballo de carreras en la película de dibujos animados Racing stripes.

Entre los restantes galardones a los que se ha hecho acreedor, Muniz ha sido nominado a los Teen Choice Awards en varias categorías en los últimos tres años. Así, ha estado nominado en la categoría de Interpretación más Destacada de un Actor por Big fat liar - Gordo mentiroso, en la de Mejor Actor en una Serie Cómica por Malcolm in the Middle y en la de Mejor Química de un Dúo en la Pantalla junto a Amanda Bynes.

Muniz también ha aparecido en Mi perro Skip. Recibió el Premio al Actor del Futuro de la Asociación de Vendedores de Software de Vídeo y el premio al Mejor Actor del Festival de Cine de Giffoni en Italia.

Muniz hizo su debut en la pequeña pantalla en la película para televisión Dance with Olivia, protagonizada por Louis Gossett, Jr. También ha intervenido en la presentación de CBS Hallmark Hall de What the deaf man heard y estuvo nominado por la misma al Premio The Hollywood Reporter Young Star y al Premio Young Artist of Hollywood en la categoría de Mejor Interpretación en Televisión en una Película o Miniserie.

La voz de Muniz puede ser oída en la serie de dibujos animados de Nickelodeon, Fairly odd parents, y ha sido artista invitado en Los Simpsons; además va a ser Rocky en el largometraje de dibujos animados en Internet The red bison, que próximamente va a estrenarse en Rumpus.com.

Muniz también ha intervenido en varias producciones teatrales regionales, entre las que se pueden destacar "A Christmas carol", "Sonrisas y lágrimas", "El mago de Oz", "Our town" y la aclamada por la crítica "The death of papa".

Muniz reside en la actualidad en Los Angeles. Recientemente, ha empezado a colaborar con la Chapter of Starlight Children's Foundation, de California, Arizona, Nevada (CAN), y juntos han llevado a cabo su primera campaña de recogida de fondos, "Frankie Muniz HoopLA", un torneo de baloncesto de carácter benéfico.