Am 7. Oktober 1827 erhielt Battaglini, Sohn eines Schneiders, das Sakrament der Firmung. Er studierte an der Universität Bologna, wo er im Jahr 1848 in Theologie promovierte. Er wurde am 20. September 1845 von Kardinal Carlo Oppizzoni zum Priester geweiht. Zwischen 1858 und 1859 war er Chefredakteur der katholischen Wochenzeitung L'Osservatore Bolognese. Nach seiner Promotion lehrte er bis 1878 als Professor Philosophie und Theologie am Priesterseminar in Bologna. 1878 wurde Battaglini Archidiakon in Bologna, nachdem er zuvor seit 1873 dem Domkapitel angehört hatte.
Francesco Battaglini starb am 8. Juli 1892 im Alter von 69 Jahren nach schwerer Krankheit in Bologna und wurde vorübergehend in der Kapelle des Kartäuserklosters in Bologna begraben. Sein Körper wurde im Oktober 1893 in die Kapelle Bentivoglio überführt. Er erhielt im Februar des Jahres 2000 ein neues Grab, das vom damaligen Erzbischof von Bologna Giacomo Kardinal Biffi im selben Jahr gesegnet wurde, in der Pfarrkirche seiner Heimatstadt Mirabello.
