Su única obra teatral que se conserva, La liberazione di Ruggiero, es considerada la ópera más antigua de una compositora.

[2]​ Fue una de las pocas compositoras del siglo XVII cuyas obras se publicaron.

Su padre Giulio estaba empleado por la familia Médici, que gobernaba gran parte de Florencia.

Más adelante, formó grupo con su hermana Settimia y el ejecutante romano Vittoria Archilei.

Sin embargo, los funcionarios florentinos se opusieron, y ella regresó a Italia, donde su fama siguió creciendo.

Poco tiempo después, atrajo la atención de Claudio Monteverdi, impresionado por su canto, así como Pietro Della Valle, que alabó su habilidad en vocal y su poesía.

Compuso la mayor parte de su música escénica para su interpretación en la corte de los Médici basada en comedias del poeta Miguel Ángel Buonarroti el Joven (sobrino nieto del artista), como La Tancia (1613), Il passatempo (1614) y La fiera (1619).

[13]​ Francesca Caccini escribió parte o toda la música de al menos dieciséis obras puestas en escena.

Se cree que se han perdido todas menos La liberazione di Ruggiero y algunos extractos de La Tancia e Il passatempo publicados en la colección de 1618, Il primo libro delle musiche.

Fue una de las pocas compositoras del siglo XVII cuyas obras se publicaron.