Franz Xaver Kroetz wird 1946 in München als Sohn eines Steueramtmanns geboren, seine Mutter stammt aus Österreich. Er wächst im niederbayerischen Simbach auf. Im Alter von 15 Jahren stirbt sein bereits 63 Jahre alter Vater – Franz Xaver bricht daraufhin die Schule ab, um Schauspieler zu werden. Er lernt zuerst an einer privaten Schule in München, macht zudem eine Ausbildung als Schmied. Später wechselt er ans Max-Reinhardt-Seminar in Wien (zusammen mit Martin Sperr) und arbeitet danach an Rainer Werner Fassbinders antitheater mit. Sein Geld verdient er als Lagermeister in der Papierfabrik, als Betoneinschaler auf dem Bau, als Kraftfahrer und Pfleger.

Am Wochenende schreibt er – mit Erfolg: 1969 verfasst er für die Ludwig-Thoma-Bühne in Rottach-Egern den Schwank Hilfe, ich werde geheiratet, 1970 erhält er das Dramatiker-Stipendium des Suhrkamp-Verlags, 1971 werden seine beiden Einakter Heimarbeit und Hartnäckig an den Münchner Kammerspielen uraufgeführt. Die drastischen Inszenierungen von Onanie und Abtreibung der letzten Stücke sorgen für Aufmerksamkeit auch jenseits des Feuilletons; Neonazis sollen damals versucht haben, die Aufführungen zu behindern. In den 70er Jahren feiert man Kroetz als Erneuerer des Volksstücks, seine Werke handeln vom sozialen Elend, von den vermeintlichen Außenseitern, von den Sprachlosen und Scheiternden dieser Gesellschaft. Er wird zu einem der meistgespielten Dramatiker der Bundesrepublik und ist produktiv wie später nie mehr.

Von 1972 bis 1980 engagiert sich Kroetz in der DKP, bei den Bundestagswahlen 1972 und 1976 kandidiert er auf der bayerischen Landesliste der Partei. 1986 wird er auch dem breiteren Fernsehpublikum bekannt durch seine Rolle als Klatschreporter „Baby Schimmerlos“ in Helmut Dietls Serie Kir Royal. Bei deren Wiederauflage als Kinofilm – die Dreharbeiten sollen im Frühjahr 2010 beginnen – wird Kroetz allerdings fehlen, obwohl Dietl und sein Co-Autor Benjamin von Stuckrad-Barre ihn ursprünglich eingeplant haben: Man sei sich über die Ausrichtung der Rolle nicht einig geworden, verkündet Dietl in der Presse.

1992 heiratet Franz Xaver Kroetz die Schauspielerin Marie-Theres Relin, Tochter von Maria Schell und Veit Relin. Die beiden haben drei Kinder, leben in Altenmarkt an der Alz. Nach 13 Jahre Ehe trennen sich die beiden, Kroetz zieht zurück nach München.

Mittlerweile hat er über 60 Stücke geschrieben, immer wieder spricht er davon, mit dem Schreiben aufzuhören – und taucht doch wieder auf, so 2006 mit dem von ihm als „tv-massaker“ bezeichneten Stück Tänzerinnen + Drücker. Er beginnt zudem, als Regisseur zu arbeiten, inszeniert am Münchner Residenztheater Stücke von Ferdinand Raimund, Jörg Graser und Ludwig Anzengruber.

2008 erhält Kroetz den Bayerischen Filmpreis für seine schauspielerische Leistung im Film Die Geschichte vom Brandner Kaspar.