Mikko Franck commence l'apprentissage du violon dès l'âge de cinq ans et poursuit ses études en Finlande, puis à New York, en Israël et en Suède. C'est en 1995 qu'il dirige pour la première fois à l'Académie Sibelius où il est remarqué par Jorma Panula, grand pédagogue finlandais qui a formé notamment Esa-Pekka Salonen. Rapidement, il est invité à diriger le Philharmonia de Londres et l'Orchestre Philharmonique de Munich. En 2002, Mikko Franck prend la direction musicale de l'Orchestre National de Belgique, poste qu'il occupe jusqu'en 2007. En 2006, il devient le plus jeune directeur musical de l'Opéra National de Finlande avant d'être nommé en 2008 au poste de directeur artistique.
Il dirige régulièrement les plus grands orchestres dont les orchestres philharmoniques de Berlin, Munich, New York, Los Angeles, Londres et d'Israël, ainsi que les orchestres symphoniques de Dallas, Chicago, Tokyo et San Francisco.
Au sein d'un répertoire varié, Mikko Franck dirige des créations mondiales telles que Rasputin de Einojuhani Rautavaara et Robin Hood de Jukka Linkola. En 2011, il fait ses débuts au Metropolitan Opera de New York. Il a enregistré des œuvres de Rautavaara, Tchaïkovski, Rudi Stephan, Debussy et Sibelius.
Régulièrement invité à diriger l'Orchestre Philharmonique de Radio France depuis 2003, Mikko Franck succèdera à Myung-Whun Chung à la direction de cet orchestre à partir de septembre 2015.