Frances sinh tại Chicago, Illinois và được gia đình McDormands nhận làm con nuôi. Cặp vợ chồng này người Canada: Noreen, một cô bảo mẫu kiêm nhân viên tiếp tân và Vernon Mc Dormand, một mục sư giáo phái các Môn đệ chúa Kitô. Frances từng nói rằng mẹ đẻ của mình có lẽ là một tín hữu trong giáo xứ của Vernon.[2] McDormand có một (chị) em gái, Dorothy A. McDormand, được thụ phong chức mục sư coi nhà nguyện trong một họ đạo giáo phái Môn đệ chúa Kitô,[3] cũng như hai anh chị em khác, tất cả đều được gia đình McDormands nhận làm con nuôi, vì cặp vợ chồng này không có con. Do người cha chuyên đảm nhiệm việc khôi phục các giáo đoàn,[2] nên gia đình thường di chuyển luôn, và họ sống ở nhiều thành phố nhỏ trong các tiểu bang Illinois, Georgia, Kentucky và Tennessee,[4] trước khi định cư ở Pittsburgh, Pennsylvania khu vực thành phố Monessen. Nơi đây Frances đã tốt nghiệp trường cao trung năm 1975. Sau đó cô theo học trường Bethany College ở Bethany, Tây Virginia, và tốt nghiệp bằng cử nhân môn kịch nghệ năm 1979.

Năm 1982, McDormand đậu bằng thạc sĩ môn Mỹ nghệ (Master of Fine Arts) ở trường Kịch nghệ thuộc Đại học Yale. Thời gian học ở đây cô cư ngụ cùng phòng với Holly Hunter.

Việc làm đầu tiên với tư cách diễn viên chuyên nghiệp của cô là ở Trinidad và Tobago, diễn xuất trong vở kịch của thi sĩ Derek Walcott và do quỹ MacArthur Foundation tài trợ.