Родился в Брогли (департамент Эр) в старой Нормандии 10 мая 1788 года. Френель получил строгое католическое воспитание. Его отец был архитектором, его мать, урожденная Мериме, была двоюродной сестрой писателя Проспера Мериме. Но сам Френель не имел никаких гуманитарных наклонностей. Сначала он вообще не проявлял интереса к учению. Читать научился только к восьми годам. Однако, Френель получил хорошее математическое образование - в 1806 году окончил Политехническую школу. В 1809 году также окончил Школу мостов и дорог в Париже. В период 100 дней (временное возвращение Наполеона из ссылки) работал инженером, после чего лишился работы как участник военных действий.

Впоследствии перешёл в Политехническую школу. Почти всю свою жизнь он провел в трудных материальных и бытовых условиях, работал в одиночестве. Лишь изредка ему помогал брат. Не имея лаборатории и достаточных средств на покупку оборудования, он ухитрялся мастерить приборы из простейших доступных приспособлений и делал с их помощью высокоточные измерения. Огюстен Жан Френель скончался в Виль-д’Аврэ (департамент О-де-Сен) в возрасте 39 лет от туберкулёза.