A mediados de 1602 era director en la Catedral de Chester, y en 1612 fue nombrado canónigo menor, aunque todavía laico. Seguidamente tomó las órdenes sagradas, haciéndose 'full minister' el 18 de diciembre de 1614. Ocupó varios curatos en Chester: en Holy Trinity (en 1614), St Bridget (hacia 1616; su cargo principal), y en St Martin (hacia 1622). Alrededor de 1631 había agregado  a éstos la rectoría de Aldford, cerca de Chester, aunque la abandonó entre 1634 y 1636. No obstante todo esto, Pilkington mantuvo su posición en el coro catedralicio, y desde 1623 hasta su muerte fue chantre, o 'chaunter'. En el prólogo a su segunda colección de madrigales (1624) escribió de su 'ahora vieja Musa', sugiriendo todavía que pensaba compilar otra colección. Esto no se materializó. A su muerte su lugar como canónigo menor fue ocupado por John Pilkington –posiblemente un hijo o nieto– que había sido previamente director.

El volumen de canciones para laúd de Pilkington  (1605) contiene mucha poesía de real calidad. Aunque mostrando menos variedad de estilo musical que el volumen de canciones de Morley (1600), Pilkington también tiene las marcas de un volumen de transición en que la exploración de la poderosa nueva expresión que Dowland había introducido en la música inglesa en su segundo volumen (1600) todavía es tímida e insegura, a pesar de la predominante seriedad de su elección de versos. De las canciones más largas, "Down a down thus Phillis sung" es una de las más atractivas. "Beautie sate bathing" muestra un toque ligeramente cómico, pero las mejores piezas de la colección están entre las más cortas, especialmente "Diaphenia", y sobre todo la exquisita "Rest sweet nimphes". Todos los ayres de Pilkington fueron escritos en forma alternativa para cuatro voces.

Las letras en la primera colección  de madrigales de Pilkington (1613/14) muestran una reversión sorprendente al tipo ligero de verso que Morley había puesto en música en los años 1590, y el estilo musical de Pilkington está igualmente arraigado en ese periodo.  La segunda colección, además de los madrigales, incluye dos obras para viola acompañada, una fantasía para seis violas, y un sonoro salmo, "O praise the Lord", que contiene un nivel notablemente alto de disonancia. El "Weepe sad Urania" para viola acompañada es una elegía sobre el amigo de Pilkington Thomas Purcell (quién puede haber pertenecido a la familia de Henry Purcell). La mejor pieza en el volumen es "Care, for thy soule", en la que Pilkington restableció un texto que Byrd había tratado y había publicado 36 años antes.

En la página de título de cada una de sus tres colecciones impresas Pilkington se describe como un laudista, y una pequeña cantidad de música de laúd suya sobrevive. . Aunque bien escritas para el instrumento, ninguna es de mucha importancia musical.

Otros miembros musicales de esta familia de Lancashire son Zacharias y Thomas Pilkington, ambos probablemente hijos de Francis. Thomas Pilkington (II), probablemente nieto de Francis, fue corista más tarde en la Catedral de Chester.