Schon früh begann Franz Roubaud erste Zeichenstudien anzufertigen.
1865-77 besuchte er die Zeichenschule von Odessa.
Im Anschluss studierte er bis 1878 an der Kunstakademie in München unter Carl Theodor von Piloty (1826-1886), Otto Seitz (1846-1912) und Wilhelm von Diez (1839-1907). Er begann im Meisteratelier des polnischen Soldaten- und Kriegsmalers Józef Brandt (1841-1915) zu arbeiten. Sein Interesse an Uniformen, Paraden, Gefechten und Truppenzügen wurde so verstärkt. Durch Brandt verkehrte er mehr und mehr mit russischen und polnischen Malern in München, die als sogenannter „Polenkreis“ zusammengefasst werden und heute noch hoch angesehen sind.
1883 reiste er für ein Jahr im Auftrag der russischen Regierung durch Teile Kaukasiens und fertigte ein Jahr später einen 17-teiligen Bilderzyklus für die Ruhmeshalle in Tiflis an.
Im Anschluss reiste er gemeinsam mit Rudolf Otto von Ottenfeld (1856-1913), Johannes Leonhard (1858-1913) und Robert Büchtger (1862-1951) erneut in den Kaukasus.
Als „Comissär“ für Russland wurde er vom bayrischen Prinzregenten Luitpold erst protegiert und 1889 von ihm geadelt. 
Zwischen 1903-12 hielt er sich in Paris und St. Petersburg auf. Dort hatte er eine Professorenstelle an der Kunstakademie inne.

In seinen Werken widmete er sich hauptsächlich der Darstellung von Schlachten, Kompositionen aus dem Kaukasus und asiatischen Gebieten Russlands, Jagd- und Marktszenen.
Sein bekanntestes Werk ist wohl sein 100 Meter langes Panoramagemälde „Belagerung von Sewastopol“ (1904), wofür ein eigenes Museum in Sewastopol errichtet worden war.