Schleck is een zoon van Johny Schleck, die profwielrenner was van 1965 tot 1974. Zijn vijf jaar jongere broer Andy was tussen 2005 en 2014 eveneens professioneel wielrenner.
Eind september 2008 maakte Süddeutsche Zeitung bekend dat Schleck een overschrijving van 6991 euro had gedaan naar dopingarts Eufemiano Fuentes. In de papieren van Fuentes zou de codenaam Amigo de Birillo ("vriend van Birillo", de codenaam van Ivan Basso) verwijzen naar hem. Op basis van deze gegevens werd een onderzoek geopend bij het Luxemburgs Antidopingagentschap ALAD. Op 2 oktober bekende Schleck de overschrijving gemaakt te hebben, nadat hij eerder ontkende Fuentes te kennen. De volgende dag maakte de ploegleiding van Team CSC bekend dat Schleck en de ploegleiding gezamenlijk hebben besloten dat hij geen wedstrijden rijdt tot er duidelijkheid is. Inmiddels werd Schleck door zowel het Luxemburgs antidopingagentschap als de UCI vrijgesproken van dopinggebruik. Daardoor kon hij gewoon weer meerijden tijdens het seizoen van 2009.
In de Ronde van Frankrijk 2010 moest Schleck opgeven in de derde rit, nadat hij gevallen was op de kasseien. Hij had zijn sleutelbeen op drie plaatsen gebroken en moest geopereerd worden. Dat gebeurde nog diezelfde nacht.
Op 17 juli 2012 werd bekendgemaakt door de Internationale Wielerunie (UCI)[1] dat Schleck positief getest is op het vochtafdrijvende middelXipamide tijdens de Ronde van Frankrijk 2012.[2] Hij werd door zijn ploeg direct uit de Tour gehaald. Fränk Schleck zelf beweerde kort na de bekendmaking dat, als zijn B-staal ook positief is, hij vergiftigd' is.[3] Drie dagen na de eerste bekendmaking werd ook bekend dat de B-staal positief was.[4] Op 31 januari 2013 werd bekend dat Schleck met terugwerkende kracht voor één jaar is geschorst door het Luxemburgse Antidopingagentschap (ALAD). De schorsing gaat in op 14 juli 2012, waardoor hij de Ronde van Frankrijk van 2013 aan zich voorbij moet laten gaan. Schleck bleef echter volhouden dat de doping niet met opzet in zijn lichaam terecht is gekomen.[5] Op 4 juli maakte RadioShack Leopard bekend dat hij was ontslagen.
Schleck is op 31 december 2009 getrouwd met Martine. Op 15 april 2010, Schlecks dertigste verjaardag, werd hun dochter Leea geboren. Het gezin woont in Mondorf-les-Bains.