Francesco Arca debutta quasi per caso in TV in un reality per aspiranti imprenditori, Volere volare. Il programma gli regala un’inaspettata popolarità che lo porta a partecipare ad alcune trasmissioni televisive ed entrare nel cast di fiction popolari come Carabinieri, Don Matteo, Incantesimo. Grazie a queste esperienze capisce che quella dell’attore può essere davvero la sua strada, studia recitazione con Anna Macci per poi esordire sul palcoscenico nel 2008 con una lettura de l’Orlando furioso a fianco di Michele Placido.
Sempre a teatro è tra i protagonisti di Bum bum liberi tutti di Pietro Genuardi e Adesso basta! di Luca Monti. Nel 2009 lo nota Federico Moccia che lo fa debuttare sul grande schermo nel suo fortunato Scusa ma ti voglio sposare, a cui segue, sempre per il cinema, 5 con la regia di Francesco Dominedò. Attivo anche in televisione nel 2010 interpreta il ruolo dell’agente di polizia Antonio Branca nella fiction Rai Ho sposato uno sbirro 2 con Flavio Insinna e compare anche in Che Dio ci aiuti. Nel 2012 gira il film di I calcianti con Francesco Scianna e Guido Caprino ed è tra i protagonisti della fiction di successo Le tre rose di Eva, su Canale 5 di cui gira anche parte della seconda serie in onda nell’autunno 2013.
Proprio il 2013 è un anno molto fortunato e impegnativo per Francesco. Una svolta nella sua carriera arriva prima per la TV, in cui è protagonista della sesta stagione de Il Commissario Rex, la fortunatissima serie in onda in 120 paesi, e poi per il grande schermo: Ferzan Ozpetek punta su di lui e lo sceglie per il ruolo principale di Allacciate le cinture, in uscita nel 2014, con Kasia Smutniak ad affiancarlo. Attualmente è impegnato nelle riprese della settima stagione de Il Commissario Rex.