Josef František se přihlásil k československému letectvu v roce 1936. Roku 1938 se stal stíhacím pilotem sloužícím u 40. letky v Praze-Kbelích. Po okupaci Československa (15. března 1939) uprchl do Polska stejně jako mnoho jiných československých letců. Mnoho z nich pokračovalo dále do Francie, ale František se s několika druhy rozhodl zůstat a připojit se k polskému letectvu v boji proti Němcům.

Během německo-polské války v září 1939, po německém vpádu do Polska, František plnil průzkumné a spojovací úkoly v neozbrojeném cvičném letadle RWD-8. Ve dnech 19. a 20. září napadl německé kolony ručními granáty. Ve středu 20. září byl sestřelen, ale nouzově přistál a byl obětavě zachráněn polskými piloty jiného letounu, kteří pod nepřátelskou palbou přistáli opodál. V pátek 22. září dostal František za úkol stáhnout se zbývajícími letadly jednotky do Rumunska. Jako mnoha jiným polským pilotům se mu podařilo uprchnout z rumunského internačního tábora a v říjnu 1939 se nakonec dostal až do Francie.

Ve Francii se František rozhodl zůstat raději se zbývajícími Poláky namísto toho, aby se připojil k československému letectvu (pravděpodobnou příčinou byl konflikt s jedním českým důstojníkem, jež se ho pokoušel zavřít pro porušení subordinace). Není jasné, zda podnikal ve Francii stíhací lety nebo zda zde sestřelil nějaké letadlo. V té době letci často bojovali pod pseudonymem, aby ochránili své rodiny v obsazených zemích. Někteří svědkové se zmiňovali o deseti nebo jedenácti sestřelených letadlech, ale žádné oficiální francouzské ani polské dokumenty tuto skutečnost nepotvrzují. Pokud se nepodaří zjistit jméno, pod kterým František ve Francii vystupoval, patrně nepůjde jeho tamní působení objasnit. Většina historiků možnost, že by František ve Francii dosáhl jakéhokoliv sestřelu, spíše zpochybňuje.

Po pádu Francie se František dostal do Spojeného království a byl přiřazen k 303. stíhací peruti na letišti Northolt, kde létal na stíhačkách Hawker Hurricane. Letka se poprvé dostala do akce v závěrečné fázi Bitvy o Británii. Prvním vítězstvím četaře Františka byla 2. září 1940 německá stíhačka Messerschmitt Bf 109E. Během následujícího měsíce dosáhl 17 jistých sestřelů německých letadel a jednoho pravděpodobného a stal se nejlepším spojeneckým pilotem celé Bitvy o Británii. Mnohokrát bojoval proti mnohem početnějšímu nepříteli. Posledního vítězství dosáhl 30. září 1940.

V úterý 8. října 1940 se Františkův Hurricane zřítil v Cuddington Way v Ewellu během hlídkového letu. Důvody havárie se nepodařilo objasnit. Podle jedné teorie asi prováděl prvky letecké akrobacie, podle jiných pamětníků na něm v té době byly patrné příznaky vyčerpání a únavy z boje. Je možné, že příčinou havárie byla kombinace obou těchto faktorů.

Byl pohřben na hřbitově polského letectva v Northwoodu. Za svého života i posmrtně byl oceněn mnoha vyznamenáními, mezi jinými řádem Virtuti Militari (Vojenské cti) 5. stupně, dvakrát obdržel britskou Distinguished Flying Medal se stužkou (tedy podruhé udělenou) jako vůbec první cizine.

V jeho rodišti v Otaslavicích byl postaven pomník ne jeho poctu krtu pomníku a oslav se zůčastnilo pres 3000lidí a 100 vojáků z jeho letek.na pomníku se zůčastnili státy Anglie, Polsko i Francie.