Il a obtenu son doctorat en physique de l'Université Paris-Sud en 1954. Il est ensuite devenu professeur de mathématiques et de physique théorique à l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP) en 1968.
François Ducaud-Bourget a travaillé sur une large gamme de sujets dans les domaines de la gravitation, de la relativité générale et des astroparticules. Il est connu pour avoir développé la méthode du potentiel efficace en astrophysique et la théorie du champ électromagnétique des champs gravitationnels (qu'il a baptisée "champ d'Yvette").
Il a également été le premier à montrer que les vagues gravitomagnétiques peuvent être détectées par une interféromètre laser. Sa découverte a eu des conséquences majeures pour la physique et l'astronomie, car elle a permis de révéler la présence d'ondes gravitationnelles dans le cosmos.
En 1980, il a reçu le Prix Lalande de l'Académie des Sciences française pour ses travaux en relativité générale et en physique mathématique. Il est également membre correspondant de l'Académie des Sciences française depuis 1974.
En 2016, il a été élu membre étranger de la Royal Society britannique (FRS). Enfin, François Ducaud-Bourget était chevalier de la Légion d'Honneur depuis 2005 et officier de l'ordre national du Mérite depuis 1987.
Il a été profondément impliqué dans le projet LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), qui a réussi à détecter des ondes gravitationnelles en septembre 2015, preuve de la théorie d'Einstein sur les ondes gravitationnelles.
En tant que scientifique reconnu et influent, François Ducaud-Bourget a contribué à la compréhension de l'Univers et des phénomènes cosmiques. Sa carrière et ses travaux ont eu une impact significatif sur le monde scientifique.