Nacida en Londres, Inglaterra, en el seno de una familia de origen galés, sus padres eran David Ffrangcon-Davies y Annie Francis Rayner.
Su apellido "Ffrangcon" derivaba del nombre de un valle en el Parque nacional Snowdonia.
Durante casi todo el año 1942 encarnó a Lady Macbeth trabajando junto a John Gielgud en Macbeth, y en 1958 ganó el Premio Evening Standard por su trabajo como Mary Tyrone en Largo viaje hacia la noche.
Ffrangcon-Davies se retiró del teatro en 1970, aunque siguió actuando en la radio y la televisión.
Gwen Ffrangcon-Davies falleció al año siguiente en Halstead, Inglaterra, por causas naturales, dos días antes de cumplir 101 años.