Franck Montagny débute sa carrière en sports mécaniques par le karting en 1988 et devient champion de France cadet de la discipline en 1992. Il passe au sport automobile en 1994 et réussit ses débuts en remportant la même année le championnat de France de Formule Campus. L'année suivante, il intègre les rangs du championnat de France de Formule Renault qu'il termine à la 4e place, devenant le meilleur débutant de l'année. Il vise le titre en 1996 mais un grave accident lors d'une course au Mans l'oblige à tirer un trait sur la majeure partie de sa saison.
 
En 1997, il s'engage en championnat de France de Formule 3 et à nouveau termine à une honorable 4e place au championnat pour sa première saison. En 1998, il échoue à conquérir le titre de champion, battu par le Belge David Saelens. Montagny se fait néanmoins remarquer au niveau international en signant la pole position des Masters de Zandvoort de Formule 3.
 
Il poursuit logiquement son ascension en participant à partir de 1999 au championnat international de Formule 3000. Au sein d'une écurie DAMS loin de son niveau d'antan, Montagny n'a guère l'occasion de se mettre en valeur. Après deux années décevantes qui mettent sa carrière en péril, il choisit de s'exiler en Espagne pour disputer les World Series by Nissan à partir de 2001. Dès la saison 2002 il est devenu un des ténors du championnat qui s'est entre-temps internationalisé et dont le niveau est désormais équivalent voire supérieur à celui de la F3000 internationale.
 
Fin 2002, à l'issue d'un test comparatif avec trois autres pilotes (Sébastien Bourdais, Tiago Monteiro et Romain Dumas), Montagny devient pilote essayeur de l'écurie Renault F1 Team de Formule 1. En 2003, parallèlement à sa victoire dans le championnat de Nissan World Series, il est le quatrième pilote de Renault (Allan McNish étant le troisième pilote), puis devient pilote essayeur à temps plein en 2004 et 2005. Chez Renault, Montagny, s'il a la satisfaction de participer aux titres mondiaux de la marque au losange, ne parvient pas à accéder au poste de titulaire. Malgré une séance d'essais pour le compte de l'écurie Jordan à l'occasion du GP d'Europe en 2005, il ne décroche pas là encore de contrat de titulaire en F1.
 
En 2006, Renault ne renouvelant pas son contrat de troisième pilote préférant miser sur le jeune espoir finlandais Heikki Kovalainen et après avoir tenté sans succès de se tourner vers le Champ Car (Franck réalise des essais prometteurs pour le compte des écuries Rocketsports et PKV Racing, mais ne parvient pas à apporter le complément budgétaire requis), Montagny se résout à se contenter d'un programme en Endurance et signe avec l'écurie Pescarolo Sport pour disputer en juin les 24 Heures du Mans (épreuve à laquelle il a déjà participé à six reprises) aux côtés de Sébastien Loeb et Eric Hélary.
 
Montagny ne perd toutefois pas totalement le contact avec la F1 puisqu'il est engagé en début d'année par la nouvelle écurie Super Aguri en tant que troisième pilote pour les premiers GP de l'année. La petite équipe japonaise ne disposant pas de troisième voiture, il s'agit plus d'un rôle de consultant que de pilote d'essais. Cette collaboration avec Super Aguri semble sans lendemain jusqu'à ce que quelques jours avant le GP d'Europe 2006, la FIA demande à Aguri Suzuki de ne plus faire rouler son pilote néophite en F1 Yuji Ide dont la conduite est jugée dangereuse. Super Aguri se tourne alors vers Franck Montagny pour le remplacer.
Franck Montagny au Grand Prix de France 2006.
 
Le 7 mai 2006 au Nurburgring, Franck participe à son premier GP en s'élançant de l' avant-dernière position sur la grille de départ (mais en signant le dernier temps) au volant de la Super Aguri-Honda. Auteur d'un solide début de course, proche de son coéquipier Takuma Sato, il est victime d'une casse moteur au 35e tour. Le 10 mai 2006, alors que la FIA suspend jusqu'à la fin de saison la super-licence de Ide, Montagny est confirmé pour le GP d'Espagne (après des essais laborieux, Montagny se reprend en course en signant un superbe départ, mais est à nouveau trahi en course par sa mécanique) et le prestigieux GP de Monaco (qu'il termine dernier classé). Puis, le 23 mai 2006, peu avant le GP de Monaco, Super Aguri titularise Montagny pour les Grand Prix automobile de Grande-Bretagne, du Canada et des États-Unis. Malgré des performances satisfaisantes et après une ultime apparition en course à l'occasion du GP de France, Montagny doit céder sa place au pilote nippon Sakon Yamamoto, dont la présence aux côtés de Sato était vivement souhaitée par les sponsors de l'équipe très attachés à l'idée d'un duo de pilotes japonais. C'est en qualité de troisième pilote, avec la possibilité de rouler lors des essais du vendredi, qu'il termine la saison.
 
Sportivement frustrante compte tenu du faible niveau de compétitivité de son matériel, la saison 2006 de Montagny chez Super Aguri n'entache pas sa réputation, mais confirme au contraire ses qualités de metteur au point qui lui permettent d'être recruté par Toyota F1 Team en tant que pilote essayeur pour la saison 2007. Le manque de compétitivité de Ralf Schumacher, l'un des deux titulaires de l'équipe, alimente un temps les rumeurs de titularisation de Montagny, mais a surtout pour effet de conduire le pilote allemand à effectuer plus d'essais privé que prévus, réduisant d'autant le roulage du Français[1], qui quitte l'écurie japonaise en fin de saison. Au mois de décembre, il fait partie des nombreux pilotes qui essayent la Force India en vue de décrocher une place de titulaire pour la saison 2008, mais l'équipe indienne opte finalement pour Giancarlo Fisichella.
 
En février 2008, il participe sur le tracé de Sebring en Floride à des tests collectifs pour le compte de l'équipe de Champ Car Forsythe/Pettit Racing. Ses excellents chronos semblent devoir lui permettre de décrocher un volant de titulaire pour la saison 2008, mais l'arrêt du Champ Car et l'impossibilité pour le Forsythe Racing de rejoindre le championnat unifié IndyCar Series en raison de difficultés financières le laisse sans volant[2]. Avec Forsythe, il participe tout de même au Grand Prix de Long Beach (dernière manche de l'histoire du Champ Car, intégrée au calendrier de l'IndyCar Series) qu'il termine en deuxième position[3].
 
Il effectue ensuite quelques apparitions dans le championnat A1 Grand Prix, puis participe aux 24 Heures du Mans qu'il termine à la 3e place au volant de l'une des trois Peugeot 908 et en équipage avec Christian Klien et Ricardo Zonta.
 
Quelques jours après les 24 Heures du Mans, il est recruté par l'écurie Andretti Green Racing pour terminer la saison d'American Le Mans Series. Il devient le premier pilote de l'Acura n°26, son équipier étant amené à changer au fil des courses[4].

Franck Montagny est en contact avec la nouvelle équipe US F1 qui fera son entrée en Formule 1 la saison prochaine.
 
Le journal français L'Equipe rapporte que le pilote de 31 ans, qui a été essayeur pour Renault et Toyota, et qui a également couru quelques courses pour Super Aguri, a échangé des e-mails avec le directeur sportif de US F1, Peter Windsor.
 
« Ils ont eu ce type de conversation avec tous les troisièmes pilotes des équipes existantes. Rien n'a été signé, » déclare Franck Montagny.