Ihr erster internationaler Erfolg war der zweite Platz bei den Juniorenweltmeisterschaften 1986 in Athen im Diskuswurf. Dort musste sie sich im Trikot der DDR nur ihrer Mannschaftskameradin Ilke Wyludda geschlagen geben. Danach gelangen ihr angesichts der Dominanz anderer DDR-Diskuswerferinnen jahrelang keine Erfolge bei internationalen Höhepunkten. An den Olympischen Spielen 1992 und an den Weltmeisterschaften 1991 und 1993 nahm sie teil, ohne eine vordere Platzierung zu erreichen. Bei den Weltmeisterschaften 1995 belegte sie Rang sieben.
Ihre großen Erfolgen folgten erst wieder Ende der 1990er Jahre. Von 1997 bis 2001 wurde sie stets Deutsche Meisterin. Ihren ersten internationalen Titel auf der Seniorenebene fuhr sie bei den Europameisterschaften 1998 in Budapest ein. Außerdem wurde sie 1998 Weltcup-Siegerin.
Der nächste internationale Titel folgte 2005, als sie bei den Weltmeisterschaften in Helsinki überlegen gewann. Sie erzielte eine Weite von 66,56 m. Auch mit vier von ihren fünf weiteren Würfen hätte sie die Silber- und Bronzemedaillengewinnerinnen Natalja Sadowa (RUS) und Věra Pospíšilová-Cechlová (CZE) geschlagen. Auch bei den Europameisterschaften 2006 in Göteborg war sie als Favoritin angetreten, gewann dann aber mit einer Weite von 64,35 m die Silbermedaille. Danach gewann sie in Athen den Weltcup.
Bei den Weltmeisterschaften 2007 in Osaka erzielte sie bereits mit dem ersten Wurf die Siegesweite von 66,61 m und gewann damit ihren dritten Weltmeistertitel. Zweite wurde Darja Pischtschalnikowa (RUS) mit geworfenen 65,78 m, Dritte die Kubanerin Yarelys Barrios (63,90 m).
2008 sagte sie zwei Wochen vor Beginn der Olympischen Spiele in Peking ihre Teilnahme ab. Nach gesundheitlichen Problemen zu Beginn des Jahres schätzte sie ihre Form als zu schlecht ein, um die Endrunde zu erreichen.[1] Bei den Weltmeisterschaften 2009 in Berlin scheiterte sie als 23. mit 58,44 m in der Qualifikation und beendete danach ihre Laufbahn.
Franka Dietzsch wechselte 1990, als nach dem Ende der DDR ihr Rostocker Trainer Achim Müller entlassen wurde, vom SC Empor Rostock zum SC Neubrandenburg. Dort war Dieter Kollark ihr Trainer. Den offiziellen Wettkampfangaben zur Folge hatte sie bei einer Größe von 1,83 m ein Wettkampfgewicht 92 kg. Sie ist gelernte Industriekauffrau und Bankangestellte.
Klaus Amrhein: Biographisches Handbuch zur Geschichte der Deutschen Leichtathletik 1898–2005. 2 Bände. Darmstadt 2005 publiziert über Deutsche Leichtathletik Promotion- und Projektgesellschaft.