Casi nada ha llegado a nosotros sobre la formación musical y los primeros años de Francesco Provenzale. Estudió música en su juventud en el Conservatorio della Pietà dei Turchini de Nápoles bajo la dirección de Giovanni Salvatore y Erasmo Bartoli. También fue alumno de G. Maria Sabino.

No se conservan documentos con anterioridad a 1658, cuando Provenzale puso en escena su primera ópera, “Theseo”; sin embargo en el libreto de este drama se informa que era autor de otras obras anteriores a ésta: “Il Ciro” (representada en 1654 en el Teatro dei Santi Giovanni e Paolo de Venecia), “Xerse” y “Artemisia” (atribuidas también a Francesco Cavalli), que probablemente fueron representados por primera vez en el Teatro San Bartolomeo de Nápoles, y puede haber compuesto música para los Fabiarmonici, un grupo musical activo en Nápoles desde 1650.

Edición discográfica con dos obras de Francesco Provenzale

El 12 de enero 1660 se unió en matrimonio con Clara Basile, de cuyo matrimonio tuvo tres hijos: Giuseppe, Grazia y Anna Maria. El 7 de mayo de 1663 fue nombrado primer maestro del Conservatorio de Santa Maria di Loreto, en el que ya trabajaba desde 1661, pero en 1675 fue reemplazado por su vice-maestro, Giuseppe Cavallo. Pero era ya desde hacía dos años primo maestro della Pietà dei Turchini, conservatorio más prestigioso y que lo formó musicalmente en el pasado. Sin embargo, continuó su enseñanza también en Santa Maria di Loreto, institución para la cual escribió varios melodramas sacros, entre los que se recuerdan "Il martirio di San Gennaro” (1663), “La colomba ferita” (1670) y “La fenice d'Avila” (1672) y tal vez también “La Vittoria fugitiva”. Estas obras tuvieron gran éxito no sólo entre los estudiantes de la escuela, sino también enn toda la ciudad de Nápoles.

Mientras tanto Provenzale adquiría considerable importancia en el ámbito eclesiástico: tomó cargos de maestro de capilla en distintas iglesias y congregaciones de Nápoles, entre las que se mencionan San Domenico Maggiore (1667), Sant'Angelo a Nilo (1669), Monte degli Agonizzanti en Santa Maria Ancillarum (1679) y el Monasterio de Santa Chiara (1679). También en 1665 se convirtió en maestro della Fidelissima città di Napoli en el Tesoro de San Gennaro de la Catedral de Nápoles y en 1680 maestro honorario de la Capilla Real, un cargo que ocupó sin embargo hasta 1684, pues fue sustituido por otro famoso compositor mucho más joven que él, Alessandro Scarlatti.

En 1699 fue destituido del cargo que tenía en la Capilla del Tesoro de San Gennaro, como ‘incapaz y anciano’, y fue sustituido por su pupilo, Gaetano Greco y unos años más tarde, en 1702, también en la Pietà dei Turchini siguió la misma suerte. Sin embargo, continuó trabajando para la capilla real, no ya como maestro titular, sino como asistente del nuevo maestro Alessandro Scarlatti. Parece haberse dedicado los últimos años de su vida sólo a la enseñanza y a la composición de música sacra. De 1686 es el “Dialogo per la Passione del Signore”, algunas canciones sacras y dos “Pange lingua” para más voces e instrumentos y de 1689 es la publicación de “Motetti a due voci diverse…”. También en la capilla real se convirtió desde 1691 en maestro di camera, cargo que ocupó casi hasta unos días antes de su muerte y fue sustituido por su alumno estrella, Gaetano Veneziano.

Es el primer compositor napolitano importante en componer óperas, pero su reputación se encuentra principalmente en su enseñanza, la que formó a los compositores más importantes napolitanos activos a principios del siglo XVIII. Es seguramente el compositor napolitano más importante del siglo XVII  y a quien  debe ser devuelta la centralidad de su rol en la gran escuela napolitana.