Nascido no Porto, Francisco Pinheiro iniciou os estudos musicais aos cinco anos no Instituto Orff do Porto e a aprendizagem de guitarra clássica aos oito anos, ingressando posteriormente no Conservatório da mesma cidade. A par da sua formação enquanto guitarrista, desenvolveu uma intensa atividade coral, pertencendo ao Coro do Conservatório de Música do Porto, sob a direção de Liliana Coelho.
É licenciado em Direção Coral e Formação Musical e mestre em Ensino da Música (Direção Coral) pela Escola Superior de Música de Lisboa, sob a orientação de Paulo Lourenço. Frequentou masterclasses de Direção Coral com Burak Erdem, Adriano Martinolli, Wei Cheng, Josep Villa, Brett Scott, Rikka Caffrey, Heli Jürgenson e Martina Batič.
Estuda canto com Sandra Medeiros. É cantor no Coro Ricercare, no Coro Ecce e no Coro Comtradição, com o qual cantou o protagonista da oratória Jonas, de Carissimi. Colaborou também com o Ensemble MPMP.
É maestro assistente do Coro dos Amigos do Conservatório Nacional.
Em 2024, dirigiu o Coro Participativo Cascais Ópera, com o mecenato da associação Égide.
Desde 2021, leciona as disciplinas de Formação Musical, Coro Infantil e Coro de Câmara na Escola de Música do Colégio Moderno, onde também é coordenador da classe de Coro.