Francisco dos Santos frequentou as aulas de Escultura de Simões de Almeida (tio), na Escola de Belas-Artes de Lisboa, partindo depois para Paris, onde frequentou o atelier de Charles Verlet, e, mais tarde, para Roma. Aí, em 1906, executou a estátua Crepúsculo (hoje no Museu do Chiado).
Regressando a Portugal em 1909, participou, no ano seguinte, no concurso da Câmara Municipal de Lisboa para eleição do busto oficial da República portuguesa, do qual saiu vencedor.
Em 1913 esculpiu Salomé, considerada a sua obra-prima (também no Museu do Chiado).
Em 1915 e 1917 realiza Um Beijo e Nina (no mesmo Museu) e, em 1920, concebe Prometeu (no Jardim Constantino, frente à Assembleia Distrital de Lisboa).
Da sua autoria são também a escultura mortuária Poeta para o túmulo de Gomes Leal (Cemitério do Alto de São João, Lisboa) e o Monumento ao Marquês de Pombal (na Praça do mesmo nome, em Lisboa), vencedor no concurso aberto para seleção do melhor projeto.