[1]​ La familia de Francisco Javier Ayala Carcedo vivía en Villamiel de la Sierra (Burgos), por lo que él debió trasladarse a realizar sus estudios a la capital provincial.

Al ser militante del Partido Socialista Chileno fue detenido por los militares sublevados durante del golpe de Pinochet contra el gobierno legítimo el 11 de septiembre de 1973, fue torturado y encerrado en el Estadio Nacional de Santiago, siendo liberado gracias a las gestiones del embajador español Enrique Pérez Hernández, pudiendo volver a España, donde realizó su carrera posterior.

Desde 1978 a 1983 fue miembro de la Comisión Interministerial para el Medio Ambiente Atmosférico.

[1]​ Fue asesor del Panel Intergubernamental para el Cambio Climático de las Naciones Unidas.

Desde 1992 fue miembro de la International Commission on the History of Geological Sciences(INHIGEO-UNESCO).