Dès son jeune âge, Françoise Sullivan s’initie à la danse et au dessin. Elle fréquente l’École des beaux-arts de Montréal (1940-1945) et expose ses premières peintures, aux accents fauvistes et cubistes. Elle se rend à New York en 1945 et 1946 pour y étudier la danse auprès de Franziska Boas, de Martha Graham et de Louis Horst. Ses premières expériences en danse et en peinture déterminent la trajectoire multidisciplinaire de l’artiste, dont le spectre s’élargit au fil du temps avec la sculpture, la photographie, l’installation et la performance.
Danse dans la neige, chorégraphie créée sur le sol enneigé du mont Saint-Hilaire en février 1948, confirme F. Sullivan comme pionnière de la danse contemporaine. Elle fait partie des membres fondateurs des Automatistes, auprès notamment des peintres Paul-Émile Borduas (1905-1960) et Jean Paul Riopelle (1923-2002), et signe avec eux le manifeste Refus global en 1948. Cet engagement esthétique et politique auquel adhèrent les seize signataires, dont sept femmes, issu·es de disciplines artistiques variées dans un Québec obscurci par le conservatisme régnant est fondateur d’un important mouvement d’ouverture à des valeurs de modernité et de liberté.

Au cours des années 1950, F. Sullivan travaille comme chorégraphe et danseuse pour la télévision de Radio-Canada. C’est la sculpture qui l’occupe principalement pendant la décennie suivante, avec l’apprentissage de la soudure. Elle réalise des décors pour des créations chorégraphiques de diverses compagnies de danse et expose plusieurs œuvres en acrylique et en métal, qui mettent en tension la forme et le mouvement et lui assurent une reconnaissance croissante.
Elle aborde les années 1970 avec le désir de relancer sa recherche sous la poussée de l’art conceptuel. À compter de ce moment, elle entreprend des séjours en Italie, en Grèce et en Irlande, et fréquente nombre d’artistes et de nouveaux courants qui aiguisent sa curiosité. Son travail s’ancre dans la photographie, le film, le texte et les actions performatives, et s’ouvre aux réalités de la décennie : les luttes étudiantes, féministes, ouvrières et politiques infusent sa démarche sur un horizon qui fusionne à chaque instant l’art, la famille, le temps et la mémoire.
Pourtant, la peinture occupe aussi ses pensées et elle y revient de manière définitive au tournant des années 1980, avec une recherche d’inspiration mythologique qui se développe dans les séries Tondos, Cycles crétois et Prométhée, laquelle sera bientôt suivie d’une grande épuration picturale. Abstraits, souvent monochromes, ses tableaux, de formats importants, sont dès lors et jusqu’à aujourd’hui caractérisés par l’expressionnisme vibrant et lumineux de la couleur (séries Éclat de rouge, 1997, Hommage, 2002-2003, Océan, 2005-2006, Proportio, 2015-2019) et portent l’empreinte du souffle et du corps liée au geste de peindre.

Plusieurs institutions collectionnent les œuvres de F. Sullivan et ont consacré à l’artiste des rétrospectives exposant avec amplitude son riche parcours : le musée d’Art contemporain de Montréal (1981, 2018), le musée des Beaux-Arts de Montréal (2003), l’AGO (2010) et la galerie de l’UQAM (université du Québec à Montréal – 2017, 2021). La célèbre série photographique issue de Danse dans la neige a été exposée au MoMA (On line, 2010) ainsi qu’au Metropoltan Museum of Art et à la Tate Modern (Surrealism Beyond Borders, 2020-2022).