Arezzóban született, 1304. július 20-án, ser Petracco firenzei jegyző és Eletta Canigiani első gyermekeként. Apját, a fehér guelfek hívét 1302 októberében száműzik Firenzéből. A család előbb Arezzóba, majd Incisába, végül Pisába költözik. 1312-ben a korabeli pápai székhely, Avignon mellett, Carpentras-ban telepednek le, ahol Petrarca megkezdi tanulmányait Convenevole da Prato irányítása alatt. Később jogot tanul Montpellier-ben és Bolognában, majd apja halálakor, 1326 áprilisában visszatér Avignonba, ahol elmélyült filológiai tanulmányokat folytatva is vidám, nagyvilági életet él.

1327. április 6-án, nagypénteken, a Santa Chiara templomban pillantja meg először Laurát, életének nagy szerelmét s verseinek legfőbb ihletőjét. 1330-ban fölveszi az alsóbb papi rendeket és Giovanni Colonna bíboros szolgálatába áll. A Colonna család támogatása révén európai utazásokat tesz, melyre megismerésvágya és belső nyugtalansága egyaránt sarkallja. 1337-ben jut el először az általa oly sokszor dicsőített Rómába, majd megelégelve a mozgalmas életet, visszavonul a Sorgue forrásvidékére, Vaucluse-be. 1353-ig életének napjait hol itt, hol Avignonban tölti, de saját bevallása szerint is "nagy megszakításokkal"^[1], mert hosszabb időt tölt Parmában, valamint megfordul többek között Nápolyban, Veronában, Padovában és Mantovában is.

Nem utolsósorban ügyes önmenedzselése eredményeképpen, 1341. április 8-án, miután vizsgát tett Anjou Róbert nápolyi király előtt, a Capitoliumon költővé koronázzák.

1347 újabb fordulópontot jelent az életében: Cola di Rienzo római felkelését támogatva szakít pártfogóival, a Colonnákkal, és élesen bírálja a pápai udvar itáliai politikáját. November 20-án Rómába indul, de végül nem teljesen világos okokból lemond tervéről és nem csatlakozik Cola akciójához. A következő éveket különböző észak- és közép-itáliai városokban tölti. 1351 nyarán a pápa hívására visszatér Provence-ba, ahol csaknem két évig marad, majd 1353 májusában végleg Itáliába költözik. A Visconti család uralta Milánóban telepedik le, amiért firenzei barátai élesen bírálják. 1361-ig marad ott, közben a Viscontiak megbízásából követi minőségben Prágában és Párizsban is megfordul.

1361 és 1368 között rövid ideig Padovában, majd évekig Velencében él leányával, Francescával és két unokájával, akik közül kedvencét, Francescót elveszti: fia, Giovanni 1361-ben bekövetkezett halála után így újabb súlyos csapás éri a költőt. Több levelet vált ez idő tájt művelt barátaival, akik mesterükként tekintenek rá, köztük Boccaccióval.

1368-ban Padovába költözik, ahol két évig marad, majd életének utolsó esztendeit egy Arquà nevű falucskában tölti. Itt éri a halál 1374. július 19-én.