Il se consacre très tôt à la musique en étudiant le chant, le luth, la flûte, la guitare et surtout l'orgue, instrument dans lequel il excelle à tel point qu'on l'appelle Francesco degli Organi (François des Orgues).

En 1346, il compose une chanson pour la naissance des deux princes Visconti. En 1351, on le retrouve au service de Martino della Scala, tyran de Vérone. Le roi de Chypre le couronne poète à Venise en 1364. De 1365 à sa mort, il vit à Florence où il est organiste de l'église San Lorenzo et participe aux fêtes de la cour.

La pierre tumulaire de Landini le représente au clavier d'un petit orgue portatif, avec deux anges musiciens au dessus de sa tête.

Le rôle de Landini est essentiel dans l'histoire de la musique car il est le plus célèbre maître de l' « Ars nova » italien du XIVème siècle. L'influence de Guillaume de Machault se fait sentir particulièrement dans ses mélodies ornementales.

154 œuvres ont pu être conservées dans les bibliothèques d'Italie et d'Allemagne avec 11 madrigaux, 2 cacce et 141 ballate. La bibliothèque Nationale de Paris possède également deux manuscrits.

Ses compositions correspondent à un quart de la musique italienne du XIVème siècle qui nous soit actuellement parvenue. Elles sont remarquables par leur pureté harmonique et la beauté de leur expression mélodique. Certains madrigaux comme « Gram piant'agli occhi » et « Per la mia piaga dolce » font figure de chefs-d'œuvre.