Franz Overbeck wurde 1837 als Sohn des deutsch-britischen Kaufmanns Franz Heinrich Herrmann Overbeck und dessen Frau Jeanne Camille Cerclet in Sankt Petersburg geboren. Die Familie lebte zunächst in Sankt Petersburg, dann in Paris und später Dresden. Overbeck studierte Theologie in Leipzig, Göttingen, Berlin und Jena. 1870 wurde er Professor für neutestamentliche Exegese und ältere Kirchengeschichte an der Universität Basel. Er starb 1905.