Troisième du Tour de l'Avenir en 1994, Franck Bouyer passe professionnel en 1995 dans l'équipe Castorama, il y remporte sa première victoire, une étape de la Mi-août bretonne, puis rejoint l'année suivante Agrigel-La Creuse, avec qui il participe à son premier Tour de France, au cours duquel il abandonne lors de la 14e étape.
En 2003 et 2004, il s'illustre à nouveau en début de saison, terminant troisième de l'Étoile de Bessèges 2003 à nouveau deuxième de Cholet-Pays de Loire la même année, derrière Christophe Mengin, puis du Circuit de la Sarthe 2004, battu par Thomas Lövkvist après avoir porté le maillot de leader pendant 3 jours. Quatre jours plus tard, il prend sa revanche en devançant au sprint le même Thomas Lövkvist pour remporter Paris-Camembert. Il termine également quatrième du Tour de Vendée la même année, et occupe alors la deuxième place provisoire de la Coupe de France. Il est interdit de compétition à partir de juin 2004, et ne revient qu'en janvier 2009.
Après ses années sans compétition, il remporte sa première victoire professionnelle depuis son retour à la compétition en enlevant le classement général du Tour de Bretagne 2010[2]. Il prend sa retraite en fin d'année 2013, alors qu'il portait les couleurs de l'équipe Europcar.
Interdit de compétition cycliste par l'UCI en juin 2004, il est finalement autorisé par l'Agence Mondiale Antidopage (AMA) à recourir en août 2005[4]. Mais l'UCI ayant fait appel, il est de nouveau convoqué devant le tribunal arbitral du sport (TAS) à Lausanne en janvier 2006, et de nouveau interdit de compétition cycliste en mars 2006[5].
Au chômage à partir de janvier 2007[6], Franck Bouyer assigne en justice l'UCI (Union Cycliste Internationale) et l'Agence Mondiale Antidopage pour entrave à la liberté du travail[7]. Il obtient gain de cause en octobre 2007, mais ne peut toujours par recourir. Il annonce son retour à la compétition au sein de Bouygues Telecom, après trois saisons d'arrêt, le , bénéficiant de l'autorisation de mise sur le marché d'un nouveau médicament, le Xyrem[8].
Reconversion
Le 1er octobre 2016 Franck Bouyer ouvre son magasin de vélos à Cholet Avenue Edmond Michelet , grâce à la collaboration de Giant. Franck Bouyer vend tous types de vélos : vélos de courses, électriques, féminins, tout-terrains et enfants.
