Do szkoły średniej, którą ukończył w 1886 roku, uczęszczał w Rydze; w tymże roku wstąpił na wydział architektury tamtejszej Politechniki oraz przyjęty został do polskiej korporacji akademickiejWelecja. Po ukończeniu w 1894 r. studiów, w 1895 r. rozpoczął pracę zawodową w Warszawie u architekta Józefa Dziekońskiego; niedługo później założył własną pracownię. W 1899 stanowisko głównego projektanta objął architekt Karol Jankowski, z którym w 1903 r. zawiązali spółkę pod nazwą „Biuro Architektoniczne Franciszek Lilpop i Karol Jankowski”.
Wśród licznych opracowań i realizacji firmy szereg stanowi osiągnięcia wybitne w architekturze polskiej. Za czołowe dzieło modernizmu w Polsce uznany został, zaprojektowany w ich pracowni, gmach o szkielecie żelbetowym – Dom Towarowy Braci Jabłkowskich w Warszawie. Z późniejszych prac w Warszawie do najbardziej znanych prac należą:
Najwcześniejsze prace, sprzed lat 1905-1907 reprezentowały różne kierunki architektoniczne – historyzm, secesję i tzw. „styl zakopiański”. Poważna część projektów i realizacji sprzed r. 1914 wykazywała tendencje wczesnomodernistyczne.
Czynny w pracy społecznej, Franciszek Lilpop był współzałożycielem Koła Architektów w Warszawie, a później Delegacji Architektów Polskich przy Stowarzyszeniu Techników. Uczestniczył w pracach Koła Architektów jako sędzia konkursowy, w latach zaś 1914-18 – w pracach studialnych nad przyszłą zabudową kraju. Sprawował różne funkcje w zarządzie. W Polsce niepodległej był inspiratorem tendencji konsolidacyjnych w środowisku architektów. Był prezesem komitetu organizacyjnego, a później wykonawczego I Zjazdu Architektów Polskich w 1919 roku. Pracował przy założeniu SARP. W 1925 r. należał do założycieli pisma „Architektura i Budownictwo”, w którym – jak i w „Przeglądzie Technicznym”, zamieszczał artykuły i wzmianki.
Po 1918 roku zajmował stanowiska samorządowe i w administracji państwowej. Zorganizował Referat Budowlany przy Radzie Miejskiej, przechodząc z czasem na stanowisko jej dyrektora technicznego.
W grudniu w uznaniu jego zasług dla miasta nadano fundacji nagród Rady Miejskiej m. st. Warszawy imię Franciszka Lilpopa.
W administracji państwowej kierował Referatem Gmachów i Terenów Państwowych w Ministerstwie Rolnictwa i Dóbr Państwowych. W ostatnich latach życia był inspektorem technicznym Departamentu Budownictwa Ministerstwa Spraw Wojskowych. Od 1924 roku wykładał budownictwo przemysłowe na wydziale architektury Politechniki Warszawskiej.
Krótko przed śmiercią, chcąc być pochowany obok żony w jej grobie rodzinnym na Powązkach, przeszedł na katolicyzm. Został jednak pochowany na cmentarzu Wojskowym na Powązkach (kwatera A20-8-21)[2].
Życie prywatne
Urodził się w zamożnej rodzinie warszawskich luteranów jako syn Edwarda i Marii Karoliny z Wernerów. Jego bliskimi kuzynami byli Norblinowie, Strassburgerowie, Simmlerowie i inne zamożne rodziny warszawskiej burżuazji.
Poślubił bratanicę Henryka Wieniawskiego, katoliczkę, Halinę Zenobię Wieniawską (1876–1925), z którą miał kilkoro dzieci (wszystkie wyznania rzymskokatolickiego):
Antoniego (zm. 1941), zamordowanego w Oświęcimiu
Halinę (1904–1993), drugą żonę Artura Rodzińskiego, wybitnego dyrygenta, po 1939 roku przebywającą na emigracji w USA
Andrzeja (1906–1925), zmarłego na szkarlatynę, którą zaraził matkę, która zmarła wkrótce potem
Felicję (1908–1993), malarkę, żonę Kazimierza Kranca (1911–1973)
Anielę (1910–1998), żonę najpierw Witolda Friedmana Mieczysławskiego (1907–1991), a po rozwodzie z nim, trzecią żonę Edwarda Raczyńskiego, prezydenta RP na uchodźstwie