François Benoist naît à Nantes le 10 septembre 1794. Après une première formation auprès de Georges Scheuermann, il entre au Conservatoire de Paris, où il se distingue rapidement. En 1815, il remporte le prestigieux Prix de Rome de composition musicale avec sa cantate Œnone, sur un texte de Vieillard, ce qui marque le véritable point de départ de sa carrière.
À son retour, en 1819, Benoist est nommé organiste du roi et professeur de la classe d'orgue nouvellement créée au Conservatoire de Paris. Il conservera cette chaire pendant un demi-siècle, jusqu'en 1872, exerçant une influence considérable sur l'école française d'orgue et de composition du XIXe siècle. Par sa classe passent quelques-uns des plus grands noms de la musique française : César Franck, Camille Saint-Saëns, Georges Bizet, Charles Lecocq, Louis Lefébure-Wely, Léo Delibes et Adolphe Adam comptent parmi ses élèves. Ce rôle pédagogique, plus encore que son œuvre de compositeur, assure sa place durable dans l'histoire musicale française.
Comme compositeur de scène, Benoist se consacre à l'opéra et au ballet. On lui doit notamment l'opéra-comique Léonore et Félix (1821), puis les ballets La Gipsy (1839) et Le Diable amoureux (1840), les opéras Othello (1844) et L'Apparition (1848, sur un livret de Germain Delavigne), ainsi que les ballets Nisida ou les Amazones des Açores (1848) et Pâquerette (1851). Il aborde également la musique religieuse, avec une messe de Requiem (1842) et divers motets, messes et pièces liturgiques.
C'est toutefois par son œuvre pour orgue que Benoist demeure le plus joué aujourd'hui. Sa monumentale Bibliothèque de l'organiste, recueil publié en douze livres entre 1841 et 1861, rassemble une abondante collection de pièces liturgiques — préludes, offertoires, élévations, communions, sorties, rentrées de procession et fugues — destinées à l'usage des organistes d'église. On y trouve des pages aujourd'hui régulièrement enregistrées, telles que le Grand Chœur en mi mineur, le Prélude à 5 parties, la Fugue sur le chant de Pange lingua ou diverses élévations et rentrées de procession. Cette production fonctionnelle, élégante et solidement écrite, contribua à fixer le style de l'orgue post-classique français.
François Benoist meurt à Paris le 6 mai 1878. Si la postérité a parfois jugé son œuvre de compositeur de second plan, son rôle de maître au Conservatoire et son apport à la littérature d'orgue en font une figure essentielle de la transmission musicale française du XIXe siècle.