In possesso di una raffinata cultura musicale e letteraria, Cilea si distinse in campo musico-teatrale grazie ad una ricchezza melodica costantemente supportata da un inedito ed efficace colorismo orchestrale.
Figlio dell'avvocato Giuseppe e di Felicia Grillo, Francesco Cilea nacque a Palmi (Reggio Calabria) il 23 luglio 1866. Secondo le intenzioni della famiglia, il ragazzo sarebbe dovuto diventare un uomo di legge; fu quindi avviato agli studi classici in un convitto di Napoli. Tuttavia, il precoce talento musicale, rivelatosi nelle prime lezioni di pianoforte, indusse il compositore Francesco Florimo a consigliare ai genitori del giovane di iscriverlo al Conservatorio napoletano S. Pietro a Maiella.
Nel prestigioso Istituto, Cilea entrò nel 1878 e fu guidato da Pietro Serrao, per la composizione, da Beniamino Cesi e Giuseppe Martucci per il pianoforte. Come compagno di studi ebbe Umberto Giordano, con il quale si troverà ad essere uno dei protagonisti della futura “Giovine Scuola Italiana”. Ancora studente, Francesco si mise in luce con una “Suite” per orch. (1887), che fu premiata dal Ministero della Pubblica Istruzione. Due anni dopo, giunto al diploma, il direttivo del Conservatorio lo incaricò di comporre un’opera teatrale, questo fu il debutto di Gina, diretta dallo stesso autore nel teatrino dell'Istituto. Grazie ai calorosi consensi ottenuti, Cilea fu nominato supplente di armonia e pf. complementare a S. Pietro a Maiella, incarico che, tuttavia, non spense la sua innata vocazione per il teatro d'opera. Il secondo lavoro di questo genere musicale fu Tilda, su libretto di Angelo Zanardini, rappresentato con buon esito al T. Pagliano di Firenze (7 apr.1892). Ma il vero successo, quest'opera l'ottenne a Vienna (24 sett. 1892), durante una tournée dedicata alla musica della giovane scuola italiana.
Le parole di lode espresse dalla critica viennese, capeggiata dall'autorevole Eduard Hanslik, convinsero il compositore calabrese a continuare su questa strada, ma più tardi ci ripensò, avendo egli preferito accettare la cattedra di armonia al Conservatorio di Firenze, per garantirsi una stabile situazione economica.
La passione per il teatro si fece impellente poi, nel 1896, anno in cui iniziò a comporre il dramma lirico in tre atti L'Arlesiana, su libr. di Leopoldo Marengo, tratto dal dramma omonimo di Alphonse Daudet. L'enorme successo di quest'opera, il cui debutto avvenne a Milano (T. Lirico, 27 nov.1897), oltre ad elevare Cilea ad operista di livello nazionale, contribuì all'affermazione dell'astro nascente Enrico Caruso, che primeggiò nel ruolo di “Federico”, il giovane innamorato deluso, morto suicida.
Sempre al T. Lirico milanese, il 6 novembre 1902, andò in scena l'opera in quattro atti Adriana Lecovreur, tratta dalla commedia omonima di Eugène Scribe ed Ernest-Wilfrid Legouvé, e librettata. da Arturo Colautti. Diretta da Cleofonte Campanini, la realizzazione di Cilea fu un vero trionfo ed ebbe una rapida diffusione anche all'estero, soprattutto in Francia, in quanto, Adriana Lecouvreur, personaggio storico vissuto tra il 1692 e il 1730, fu una famosa attrice, interprete delle opere di Pierre Corneille, Jean Racine e François-Marie Rouet, noto ai più con lo pseud. di Voltaire.
Nel 1930, Cilea apportò alcune revisioni alla partitura per snellirla; nella veste definitiva, questo capolavoro fu rappresentato al T. San Carlo di Napoli, ottenendo un grande successo che continuò imperituro in tutti i teatri del mondo.
Dopo un infruttuoso tentativo di collaborare con Gabriele d'Annunzio per la messa in scena di un'opera sulla vita di Francesca da Rimini, la successiva opera di Cilea fu Gloria, tragedia in tre atti, sempre su libretto di Colautti, il quale prese spunto da un lavoro di Victorien Sardou. Rappresentata al T. alla Scala sotto la direzione di A. Toscanini (15 aprile 1907), l'opera non incontrò il favore del pubblico e la cocente delusione indusse Cilea ad abbandonare definitivamente il genere operistico, non prima di aver compiuto l'estremo tentativo di scrivere un'altra opera, Il matrimonio selvaggio che, però, non fu mai rappresentata.
A partire dal 1912, Cilea si dedicò ad alcuni lavori strumentali e vocali, tra cui il poema Il canto della vita, su testo del poeta e drammaturgo Sem Benelli, commissionatogli dal comune di Genova per la commemorazione del Centenario della nascita di G. Verdi. Intensa e proficua fu anche l'azione didattica del musicista calabrese.
Nel 1913 egli assunse la direzione del Conservatorio Vincenzo Bellini di Palermo e, tre anni dopo, quella di San Pietro a Maiella, dove era stato studente ed insegnante. Giunto a Napoli, Cilea seppe fronteggiare i numerosi problemi di carattere organizzativo in cui l'antico Istituto versava. A tale scopo, egli avviò una radicale riforma dei programmi e dei metodi di insegnamento, creò un museo storico ed istituì un'efficiente orchestra sinfonica all'interno del Conservatorio.
Collocato a riposo, per raggiunti limiti d'età, nel 1935 Cilea si trasferì prima a Roma, poi, dal 1947, a Varazze, dove trascorse gli ultimi 3 anni di vita, in serena compagnia della moglie Rosa Lavarello. Per meriti acquisiti, il governo fascista lo nominò Accademico d'Italia (1938) e, prima della morte, avvenuta il 20 novembre 1950, le autorità della cittadina ligure gli attribuirono la cittadinanza onoraria.
Oggi la salma è tumulata nel sacello di un monumento eretto a Palmi, nel quartiere Arangiara dove, anticamente, esisteva una torre detta “dell'orologio”.
Pur essendo un esponente della “Giovane scuola”, Cilea riuscì a mantenere uno stile compositivo personale, che lo tenne lontano da qualsiasi modello o identità artistica di quel tempo. Nelle sue opere si intravedono, prevalentemente, delicatezza ed eleganza formale, estranee agli aspetti propri del filone verista, che egli non esitò ad abbandonare per seguire i dettami della sua fantasia e delle emozioni. L'unica opera che aderì pienamente al teatro verista fu il lavoro giovanile “Tilda”, scritta in tre brevi atti. Tuttavia, già nell'opera successiva “L'Arlesiana”, l'interesse per questo genere teatrale andava sfumando fino a scomparire nell'“Adriana Lecouvreur”, di ambientazione settecentesca, quindi lontana dalle vicende piccolo-borghesi quotidiane, che caratterizzarono lo stile verista del Primo Novecento.
Quanto al silenzio compositivo di Cilea, durato più di quarant'anni, esso non può giustificarsi solo con le precarie condizioni di salute (raggiunse la veneranda età di 84 anni) e neppure può essere imputabile alla sua ingiustificata mania di persecuzione, che gli faceva temere congiure contro le sue opere predilette. Molto più plausibilmente la ragione risiedette nel carattere schivo e riservato di questo compositore, il quale non ebbe lo spirito battagliero per reagire alla crisi, in cui versava il teatro italiano di quell'epoca, né ebbe la tempra per sperimentare vie nuove, preferendo far fluire la sua schietta vena melodica nel clima crepuscolare e decadente di fine Ottocento.
La produzione di Cilea è molto esigua, 6 opere teatrali, l'ultima delle quali incompiuta; il già citato “Canto per la vita”; il Poema sinf. Lodi sinfoniche, per Tenore, coro e orch., 2 suite orchestrali; alcune realizzazioni cameristiche, tra cui una “suite” per vl. e pf., una sonata e un tema con variazioni. Per pf. scrisse, una “suite” nello stile antico, una Bberceuse e la più famosa Serenata a dispetto del 1916; per la musica vocale compose alcune liriche e 3 vocalizzi da concerto; per la musica altrui, Cilea curò la trascrizione per archi o per vcl e pf. del “concerto per vcl” del compositore settecentesco Leonardo Leo.