No existe información sobre sus primeros años. Era hijo del maestro de danza parisiense del mismo nombre. Probablemente es el monsieur Duval que fue listado en el rango más alto de la ‘Communauté des maîtres á dances et jouers d'instruments de la ville et faubourgs de París' en 1695 y que bailó en la Opéra de Paris en 1711 en una reposición del "Cadmus" de Lully. . No se sabe si esta rama de la familia estaba relacionada con otros Duval (casi una docena) que practicaron música en París en los siglos XVII y XVIII.

Edición discográfica con una obra de François Duval

Un air nouveau, publicado en Le mercure galant en diciembre de 1699, es probablemente la primera evidencia conocida de la existencia del joven Duval. Hacia 1704 estaba al servicio del Duque de Orléans, un  entusiasta aficionado a la música a quien dedicó sus primeros opus. Éste era un juego de sonatas de violín, el primero en ser publicado en Francia; muestran un conocimiento del estilo y técnica de Corelli, sutilmente mezclado con el estilo de las piezas de clavicordio francesas. La sonata fue considerada por los franceses en ese momento como un género italiano; las pocas compuestas en Francia en los  años 1690 circularon en manuscritos entre un pequeño círculo de profesionales y connoisseurs. Entre la aparición de los Op 1 de Duval y la de los Op 1 de Leclair em 1723, las sonatas francesas más antiguas en ganar un lugar permanente en el repertorio, se publicaron más de dos docenas de volúmenes de sonatas para violín.

Duval tenía otro patrocinador, el Duque de Noailles, a quien dedicó sus Op 2. El duque trajo a Duval a la corte para tocar ante Luis XIV, y poco después Duval sacó un Op 3 y lo dedicó al rey: en su dedicatoria declara, ‘El más ardiente de mis deseos es poder proporcionarle unos momentos de diversión a Su Majestad'. Su deseo se le concedió en 1714 cuando se volvió miembro de los 24 Violons du Roi y tocó para el rey los "Concerts royaux" de Couperin con el compositor al clavicordio, Hilaire Verloge en la viola da gamba y Dubois en el fagot.

El 13 de noviembre de 1713 Duval se casó con Monique Augustine de Behague; al parecer la pareja no tuvo hijos, pues después de su muerte los únicos herederos nombrados eran su viuda y dos hermanas. Duval pasó sus últimos 14 años en la corte francesa, donde sus contemporáneos lo consideraban uno de los  mejores violinistas del rey. Su música, aunque técnicamente no avanzada cuando se compara con la de Vivaldi o de la generación ligeramente posterior de Locatelli, Geminiani, Veracini y Leclair, muestra una fuerte comprensión de las posibilidades idiomáticas del violín como se encuentra en las obras de italianos tales como Corelli y Torelli. Fueron muy alabadas las interpretaciones de Duval de las sonatas de Corelli, pero no se sabe cómo llegó a conocerlas.