Il naquit le 30 avril 1623, à Montigny-sur-Avre, en France. Son père, Hugues de Laval, était un descendant du baron de Montmorency et, ainsi, faisait partie d'une famille noble de France. Il était aussi seigneur de Montigny et chevalier. Sa mère, Michelle de Péricard, provenait elle aussi de la haute de noblesse. Ses frères et soeurs, quant à eux, étaient au nombre de six.
           François de Laval effectua ses études classiques au collège des Jésuites de La Flèche. À l'âge de 24 ans, le 1er mai 1647, il est ordonné prêtre. Plus tard, il sera nommé vicaire apostolique de la Nouvelle-France et, le 8 décembre 1658 (jour de l'Immaculée Conception), il est ordonnée évêque (de Pétrée). Alors qu'il devait partir en mission au Tonkin, les Jésuites de Québec le réclamaient. Finalement, il fut à bord d'un bateau, en direction de Québec qui partit de La Rochelle le jour de Pâques 1659.
           Il arriva à Québec le 16 juin 1659, en tant que premier évêque en Nouvelle-France, pour organiser l'Église catholique dans cette colonie. Toute la colonie, ainsi que de nombreux Amérindiens vinrent l'accueillirent. Les gens s'exclamaient, les cloches sonnaient et les canons retentissaient fortement. Dès sa première journée en terre canadienne, l'évêque baptisa un jeune Huron et donna les derniers sacrements à un moribond.
           Le 26 mars 1663, Mgr Laval fonda le Séminaire de Québec. (Le roi approuva dès le mois suivant.) En fondant ce séminaire, Mgr Laval souhaitait favoriser les vocations perbytérales (former des futurs prêtres) et préparer les jeunes aux carrières dans le monde. Cependant, quelques années plus tard, il fallut repartir les forces, car la formation de base ne suffisait pas à tout le monde. Pour ce faire, le premier évêque de la Nouvelle-France fonda le Petit Séminaire le 9 octobre 1668 qui fournissait une formation générale de base. Le Grand Séminaire, quant à lui, poussait la formation des jeunes hommes et formait les prêtres. Mgr Laval posa cependant la première pierre du Séminaire proprement dit plus tard, en 1678.
           Le 18 septembre 1663, suite à l'adoption du gouvernement royal par le roi Louis XIV, le Conseil Souverain fut inauguré. François de Laval participa à la séance d'inauguration. En tant qu'évêque, il siégera d'ailleurs au Conseil Souverain, en compagnie de l'intendant (présidait le Conseil), du gouverneur et de quelques conseillers.
           En 1664, il établit la première paroisse de la colonie, Notre-Dame-de-Québec. Il accordait aussi une très grande importance à la famille. Il démontra d'ailleurs l'importance de cette valeur, à ses yeux, lorsqu'il établit la confrérie de la Sainte-Famille, à Québec, le 14 mars 1665.
           Puis, le 1er octobre 1674, le vicariat apostolique de la Nouvelle-France devint le diocèse de Québec. Le 6 août 1676, il reconnut la Congrégation des filles séculières de Notre-Dame de Montréal, fondée par Marguerite Bourgeoys, par lettres canoniques.
           En 1679, le roi Louis XIV interdisit la vente de l'eau-de-vie aux Indiens, se pliant enfin aux demandes de Mgr de Laval qui luttait contre la vente d'alcool aux Amérindiens depuis son arrivée dans la colonie, soit depuis 20 ans. L'évêque avait d'ailleurs constaté rapidement les effets désastreux de l'eau-de-vie que les Amérindiens consommaient abondamment. Les marchands s'étaient opposés radicalement à enrayer l'eau-de-vie lors des échanges de fourrures et avaient même monté le peuple contre l'évêque. Ce dernier n'avait toutefois pas baissé les bras et il avait excommunié les chrétiens qui continuaient le commerce. Grâce à la décision du roi prise en 1679, cette bataille venait de finir, pour un certain temps...
           En 1708, à l'âge respectable de 85 ans, Mgr François de Monmorency Laval décéda à Québec. À cette date, il ne possédait plus rien, ayant donnée tout ce qu'il avait aux pauvres. De plus, au cours des dernières années de sa vie, il était devenu un grand handicapé physique, suite surtout à ses nombreuses tournées missionnaires. En effet, il parcourait sans relâche son immense vicariat, été comme hiver. De plus, dans sa pauvre chambre du Séminaire, il dormait sur des planches, mettant sous son lit la paillasse que le frère Houssard lui avait prêtée.
           Le 22 juin 1980, le pape Jean-Paul II a béatifié François de Laval, suite à l'important dossier de miracles et faveurs obtenus en le priant. De plus, un gisant de bronze s'inspirant de ceux du Moyen Âge représente Mgr de Laval dans une chapelle funéraire inaugurée le 29 mai 1993. Ce gisant, évoquant la vie bienheureuse de l'évêque, montre ce dernier émergeant du diocèse dont il était responsable.