Глеб Михайлович Франк родился 24 мая 1904 года в Нижнем Новгороде.
В 1925 году окончил физико-математический факультет Крымского университета, где преподавал В.И. Вернадский, А.Т. Гурвич, И.Е. Тамм. С 1925 года — аспирант МГУ у А.Т. Гурвича, с которым начал изучать структурные изменения в мышце при сокращении.
С 1929 по 1933 гг. работал под руководством А.Ф. Иоффе в Ленинградском физико-техническом институте, где создал лабораторию биофизики и изучал природу слабых УФ-излучений.
С 1933 по 1946 гг. Г.М. Франк возглавлял отдел биофизики и фотобиологии Всесоюзного Института экспериментальной медицины, в котором проводились исследования воздействия физических факторов на биологические системы. В 1935 году Г.М. Франк становится доктор биологических наук. В 1939 году утверждён в звании профессора по специальности «биология». С 1943 по 1952 гг. — заведующий Лабораторией биофизики изотопов и излучений АН СССР.
В 1945 году Глеб Михайлович был избран членом-корреспондентом, а в 1946 году — действительным членом Академии медицинских наук СССР.
С 1946 года возглавлял Радиационную лабораторию АМН СССР, а с 1947 года — Институт биофизики Минздрава СССР, созданный на основе упомянутой лаборатории. До 1950 года участвовал в качестве радиобиолога в атомном проекте. Еще до пуска в 1946 году в Лаборатории № 2 АН СССР опытного ядерного реактора сотрудниками Радиационной лаборатории были разработаны интегрирующие дозиметры с применением наперстковых ионизационных камер и фотопленки. За их создание в 1949 году Г.М. Франк был удостоен Сталинской премии.
Вместе с А.И. Бурназяном и академиком В.В. Паршиным выступил организатором Государственной службы радиационной безопасности. В созданной при НТС ПГУ Совнаркома СССР секции медико-санитарного контроля (№ 5) был ученым секретарем, и на первом заседании 24 апреля 1946 года секция одобрила предложение по организации индивидуального фотоконтроля «лучистой вредности». Одновременно было решено медико-санитарное обслуживание сотрудников РИАН и Лаборатории № 2 проводить силами Института профзаболеваний Минздрава СССР, а в системе предприятий ПГУ организовать медсанчасти. В состав образованного при президенте АН СССР совета для руководства научно-исследовательскими работами по использованию энергии ядра в технике, биологии и медицине постановлением правительства от 16 декабря 1946 года был также включен профессор Г.М. Франк. Именно Г.М. Франку принадлежат первые разработки по прогнозированию развития заболеваний у человека от воздействия ионизирующей радиации, первые нормативы для персонала по уровням доз за год, за месяц, за однократную нештатную работу на предприятии.
Развитие радиационной медицины отличалось принципиальной новизной проблемы, недоступностью сведений, которые можно было бы почерпнуть из международного опыта и необходимостью одновременно с решением практических задач проводить специальные научные исследования и разработки, в которых остро нуждалась практика. Изучение действия на организм ионизирующего излучения привело к созданию новой науки нашего времени — радиобиологии, и Г.М. Франк по праву считается одним из ее создателей.
В 1951 году Г.М. Франк вторично удостаивается Сталинской премии (третьей степени).
В 1952 году на базе Лаборатории биофизики изотопов и излучении АН СССР в Москве был создан Институт биологической физики АН СССР. С 1956 по 1976 гг. Г.М. Франк — директор Института биофизики АН СССР. В 1966 году институт переехал в г. Пущино Московской области.
Основные научные труды Глеба Михайловича посвящены биологическому действию ультрафиолетового излучения, биофизике биологической подвижности (мышечного сокращения), механизмам передачи нервного возбуждения в клетке.
Г.М. Франк выступил инициатором и участником внедрения в медицинскую практику УФ-облучения и создания первого электронного микроскопа в стране. Успешно развивал исследования общих принципов механо-химических преобразователей в биологии и математическое моделирование биологических процессов.
В 1960 году Г.М. Франк стал членом-корреспондентом АН СССР по отделению биологических наук. В 1966 году избран Действительным членом Академии наук СССР по отделению биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений. Создатель отечественной биофизической школы Глеб Михайлович Франк подготовил около 50-ти кандидатов наук, более 20-ти докторов наук. Опубликовал свыше 200 научных трудов
Он руководил разработками многих биологических и медицинских экспериментов, осуществлённых экипажами советских космических кораблей и орбитальных станций, в том числе участвовал в подготовке к первому выходу в открытое космическое пространство, осуществлённому 18 марта 1965 года лётчиком-космонавтом А.А. Леоновым. Уделял большое внимание разработке новых физических и математических методов и приборов, в частности, для прижизненного исследования биологических объектов.
Являясь председателем Научного совета по биофизике при АН СССР, Г.М. Франк активно способствовал созданию кафедр биофизики в высших учебных заведениях страны. По его инициативе также созданы Международный координационный центр комплексных исследований в области биологической физики и Международная организация по изучению живой клетки при ЮНЕСКО.
Член Совета Международной организации биофизиков (с 1961 г.). Действительный член Международной астронавтической академии (с 1966 г.). Награжден двумя орденами Ленина, четырьмя орденами и медалями (1949 и 1951 гг.). Почётный гражданин города Пущино (1974 г.).
Г.М. Франк скончался 10 октября 1976 года. Похоронен в Московской области, в г. Пущино недалеко от входа в здание Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской Академии наук.
В 1978 году Г.М. Франк в составе творческого коллектива за разработку принципов построения автоматизированных сканирующих систем оптической микроскопии, создание и внедрение на их основе комплекса приборов для анализа микрообъектов в научных исследованиях и промышленности посмертно был удостоен Государственной премии СССР.
