Ancien élève de l'École normale supérieure de la rue d'Ulm, Frantz Grenet est agrégé d'histoire et docteur en archéologie. Membre de la Délégation archéologique française en Afghanistan (DAFA) en résidence à Kaboul de 1977 à 1981, il a notamment participé aux fouilles archéologiques d'Aï Khanoum. Après sa thèse, il a été chercheur puis directeur de recherches au CNRS dans l'équipe AOROC/Archéologie et philologie d'Orient et d'Occident. Depuis 1999, il est directeur d'études à l'EPHE (section des Sciences religieuses, chaire Religions du monde iranien ancien). Depuis sa création en 1989, il dirige la Mission archéologique franco-ouzbèke de Sogdiane (MAFOUZ), qui fouille notamment le site de l'ancienne Samarkand. Membre de l'Académie des inscriptions et belles-lettres, il est professeur au Collège de France depuis mai 2013, titulaire de la chaire Histoire et culture de l'Asie centrale préislamique.