De Frankrijklei maakt deel uit van de leiengordel die in 1866-1868 werd aangelegd op het tracé van de Spaanse vestingen dat de historische binnenstad van Antwerpen omgordde. In 1866 werden deze vestingmuren geslecht; op de vrijgekomen gronden werden brede boulevards aangelegd. De belendende bouwblokken werden verkaveld voor de bouw van heren- en burgerhuizen. In 1868 kreeg het gedeelte tussen de Kipdorpbrug en de Mechelsesteenweg de naam "Kunstboulevard", wat een jaar later gewijzigd werd in "Kunstlei". Men was toen van plan om een nieuw museum aan te leggen in het stadspark dat aan deze lei grensde en koos daarom deze naam. In 1919 werd de lei nogmaals herdoopt tot Frankrijklei. Zoals alle leien omheen de binnenstad kreeg de Kunstlei een naam ter ere van een tijdens de Eerste Wereldoorlog bij de geallieerden aangesloten staat.

De Frankrijklei werd opgevat als een centrale, brede laan van in totaal zestig meter breed, bestaande uit een hoofdweg die door bomenrijen van parallelle wegen is gescheiden. Langs de leien werden brede kavels voor grote burger- en herenhuizen voorzien; het was de bedoeling om deze straten als echte boulevards uit te bouwen, met verzorgde façades en een aantal prestigieuze openbare gebouwen. Het vrij gave bouwblok tussen de Louiza-Marialei en de Maria-Henriëttalei, geeft nog een goed beeld van de voorname status van de Frankrijklei tijdens de ontstaansperiode.

De originele basisbebouwing, daterend uit de jaren 1860 en 1870, bestond voornamelijk uit brede neoclassicistische herenhuizen met bepleisterde en beschilderde lijstgevels van drie tot vijf traveeën en drie tot vier bouwlagen hoog. De bepleisterde en witgeschilderde lijstgevels kregen de klassieke afwerking met voornamelijk horizontale ritmering door de doorlopende dorpels, kordons en kroonlijsten, onderbroken door verticaliserende risalieten. Typisch voor de Frankrijklei evenwel, is het accent op de centrale traveeën, die gearticuleerd worden door balkons op de tweede bouwlaag, soms herhaald in de derde bouwlaag. Dit type herenwoning werd in de jaren 1860 en 1870 vooral gerealiseerd door architecten L. Van Opstal en Héliodore Leclef, bouwmeesters van wie tot nog toe niet veel informatie werd verzameld. Zoon Edmond Leclef volgende zijn vader eind jaren 1870 op en bouwde op de Frankrijklei verder in de door zijn vader uitgezette stijl, onder meer voor zijn eigen woning.

Typisch voor de bebouwing aan de stadszijde van de Frankrijklei (pare nummers) zijn de achterhuizen uitkomend in de achterliggende straten, namelijk de Tabakvest of Kipdorpvest. In deze achterhuizen waren paardenstallen, koetshuizen en burelen gevestigd. Door deze achteringang was het niet nodig om een brede poortdoorgang te voorzien in de façades van de herenwoningen aan de Frankrijklei. Een vergelijkbare combinatie van voor- en achterhuizen vinden we op de hoekpercelen van de Frankrijklei, waar stallen, koetshuizen of kantoren via tuinmuur in de zijstraat toegankelijk zijn. Een uitzonderlijk gaaf bewaard en rijkelijk aangekleed voorbeeld is de herenwoning Dhanis op de hoek van de Maria-Henriëttalei, een ontwerp van L. Van Opstal uit 1870 waar in 1906 een eclectisch koetshuis werd bij gebouwd.

Guillaume Dhanis, succesvol handelaar en telg van een vooraanstaande, bekende Antwerpse familie, is een schoolvoorbeeld van de bouwheren die zich op de nieuwe kavels langs de leien vestigden. Het gaat om handelaars, fabrikanten, personen uit het bankwezen, reders, advocaten en renteniers. Op de Frankrijklei valt de aanwezigheid van talrijke leden uit de Duitse ondernemersfamilies op die zich omwille van de haven in Antwerpen hadden gevestigd, onder meer Grisar en Schmid-Kreglinger. De meest bekende was wellicht Fréderic Speth, oprichter van de American Petroleum Company, die in de jaren 1890 een herenwoning en kantoorgebouwen liet bouwen op de Frankrijklei. Voor deze panden werd een eclectische stijl gekozen, overeenkomstig de gangbare trend rond de eeuwwisseling.

Behalve deze prestigieuze herenwoningen, komen we ook het standaard burgerhuis tegen op de Frankrijklei, drie traveeën en drie bouwlagen tellende, met een neoclassicistische gevel. Handelaars, winkeliers en renteniers kozen doorgaans voor dit type woning, waarvan elke bouwmeester of aannemer uit deze periode een aantal voorbeelden in zijn oeuvre heeft. Zo is er op nummer 27 een voorbeeld met winkelpui gebouwd voor Vander Heyden naar ontwerp van L. Van Opstal. Nummer 21 is vergelijkbaar; 122 kreeg een nieuw parement in het interbellum.

Langs de leien werden een aantal grote openbare gebouwen ingeplant als herkenbare bakens langs deze drukke verkeersas. In 1877 koos men een driehoekig bouwblok tussen de Frankrijklei, de Mechelsesteenweg, de Leopoldplaats en de Bourlastraat voor de bouw van een prestigieuze vestiging van de Nationale Bank in Antwerpen, een ontwerp dat Hendrik Beyaert tekende. Het monumentale pand domineert nog steeds het straatbeeld op deze plaats, symbolisch gelegen op de grens van de historische binnenstad en de nieuwe wijken waar de toenmalige ondernemers zich vestigden. Ook de Jezuïeten vestigden zich langs de Frankrijklei in de jaren 1870, met het neoclassicistische Onze-Lieve-Vrouwecollege ontworpen door Héliodore Leclef en de neogotische Onze-Lieve-Vrouw-van-Gratiekerk van Jules Bilmeyer en Jozef Van Riel ter hoogte van het stadspark. Aan het begin van de Frankrijklei ten slotte, op de hoek met de as tussen het station en de historische stadskern, kreeg in 1904-1907 de Vlaamse Opera zijn plaats, een monumentaal complex in Beaux-Artsstijl getekend door stadsbouwmeester Alexis Van Mechelen, vanaf 1905 met medewerking van Emiel Van Averbeke die onder meer het schermenmagazijn en de gelagzaal ontwierp. Het operagebouw werd destijds geflankeerd door twee monumentale hotels in dezelfde stijl, het Hotel Wagner door Edward Van Not uit 1905-1912, en op de hoek van de De Keyserlei, het verdwenen Grand Hotel Weber door Henri Blomme uit 1900-1901.

Een typische eind-19de-eeuws gebouw dat op de hoek van de Frankrijklei en de Teniersplaats werd gebouwd, was het “panorama”, een zestienhoekig gebouw door Jean-Laurent Hasse waarin een groot schilderij van de Slag van Waterloo tentoon werd gesteld, geschilderd door Charles Verlat. Dit curieuze fenomeen was hier aanwezig van 1880 tot 1886, waarna het werd verkocht. Behalve dit aparte element van de originele 19de-eeuwse bebouwing, verdween ook een groot deel van de burger- en herenwoningen die toen werden gebouwd ten voordele van grootschalige nieuwbouwprojecten die tijdens de tweede helft van de 20ste eeuw in hoog tempo langs de Frankrijklei werden gerealiseerd. Het 19de- en begin-20ste-eeuwse straatbeeld is hierdoor slechts fragmentarisch bewaard op de Frankrijklei.

De evolutie naar schaalvergroting die de gemiddelde bouwhoogte op de Frankrijklei zou verdubbelen tot acht verdiepingen, kwam voorzichtig op gang tijdens het interbellum. Tot de vroegste voorbeelden behoort het appartementsgebouw Andersen, een ontwerp in art-decostijl door Raymond Ceurvorst uit 1927-1928. Ook in de tweede helft van de jaren 1930, de periode waarin de hoogbouwflat zijn eerste grote doorbraak kende, bleef het aantal vastgoedprojecten op de Frankrijklei beperkt tot een handvol. Jean Jules Eggericx ontwierp in 1934 op de hoek met de Lange Leemstraat een van de meest opvallende modernistische flatgebouwen in Antwerpen voor de Brusselse vastgoedmaatschappij Union Mobilière en Immobilière. Uit 1937 dateert de "Résidence Albert I" door Victor Gorlé, met een identiek pendant in de Rubenslei. Zij zetten de toon voor de radicale transformatie die grote delen van de Frankrijklei tussen eind jaren 1940 en begin jaren 1970 zou ondergaan. Kenmerkende voorbeelden van flatgebouwen uit deze periode, zijn "Résidence Beauregard" door Jos. Somers uit 1949 (nummer 59-61), "Résidence Métropole" uit 1959 op de hoek van de Baeckelmansstraat (nummer 96) en "Ambassador" (nummer 92-94) uit 1963, beide door Paul Heymans en Frans Derre, en "Park Building" (nummer 86A) uit 1956-1957 door Victor Verreydt. Waar deze gebouwen de dominante conformistische strekking en standaardtypologie uit de naoorlogse periode vertegenwoordigen, behoort het appartementscomplex De Vel door Renaat Braem uit 1959, tot de zeldzame voorbeelden van nieuwbouw die zich onderscheiden door een eigentijdse vormentaal. Hetzelfde geldt voor de twee kantoorcomplexen die Léon Stynen en Paul De Meyer hier realiseren, het voormalig Consulaat Generaal van de Verenigde Staten van Amerika uit 1950-1952, en L’Assurance Liégeoise uit 1960-1962, en voor het bouwtechnisch geavanceerde bankgebouw Financia door Walter Bresseleers uit 1963-1967. Het kruispunt van Frankrijklei en De Keyserlei wordt sinds 1974 gedomineerd door de 24 verdiepingen hoge "Antwerp Tower", met 87 m één van de hoogste gebouwen van de stad, opgetrokken naar een ontwerp door Jozef Fuyen en Guy Peeters uit 1968.