Бёрнет родился в семье менеджера банка. С детства увлекался естественными науками. Он получил степень доктора медицины в 1924 году, в возрасте 25 лет, а также степень доктора философии по медицине в 1928 году. В 1954 он стал одним из основателей австралийской академии наук, а с 1965 по 1969 являлся её президентом.
Фрэнк Макфарлейн Бёрнет родился 3 сентября 1899 года в городе Траралгон[англ.] в британской колонииВиктория. Его отец Фрэнк Бёрнет был менеджером отделения колониального банка[10], а дед по отцу — архитектором в Глазго. Фрэнк-старший эмигрировал в Викторию в 1880 году[11]. Как пишет учёный из Квинсленда и биограф Бёрнета Кристофер Секстон, владелец корабля описал его отца как «типичного джентльмена из Оксфорда»[12]. Мать Макфарлейна Хадасса Поллок Бёрнет (урождённая Маккей) также происходила из Шотландии, её отец был эмигрантом среднего класса из того же Глазго[13]. Они работали вместе в городке Коройт[англ.], там познакомились и поженились. На момент рождения сына Фрэнку-старшему было 36, а жена была на 14 лет моложе[14]. Несмотря на шотландское происхождение, оба супруга посещали англиканскую, а не пресвитерианскую или католическую церковь[15]. Макфарлейн — второй ребёнок в семье из семи[16], у него была старшая сестра Доррис, родившаяся весной 1896 года, две младшие сестры Клэр (1901) и Мари (1905) и три младших брата — Аллан (1903), Гордон (1908) и Ян (1911)[13].
В детстве Мак увлекался изучением естественных наук и любил собирать жуков. Первоначально он поступил в Джилонг-колледж[англ.], который закончил в 1917 году, после чего был принят в медицинское отделение Ормонд-колледжа[англ.] при Мельбурнском университете. В 1922 году им был получен диплом бакалавра, а следом — магистра медицины[10].
В дальнейшем Бёрнет продолжил обучение и подготовку по направлению патологии в мельбурнской больнице. Вся дальнейшая жизнь и профессиональная деятельность Бёрнета так или иначе была связана с этой больницей, хотя, помимо этого, он преподавал в Мельбурнском университете[10], получив в нём профессорскую степень по экспериментальной медицине в 1944 году[4]. Директор Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл[англ.] (1944—1965)[16].
Основные исследования посвящены экологии вирусов, взаимоотношениям вирусов и их «хозяев», механизму размножения вирусов, их изменчивости. Впервые изучил возбудителя ку-лихорадки, которому присвоено его имя (Rickettsia burnetii[англ.]). Вирусные болезни человека Бёрнет рассматривает с эволюционной и экологической точек зрения.
1947 — Королевская медаль от Лондонского королевского общества, «За выдающиеся работы по бактериофагам, вирусам и иммунитету; за вклад в изучение инфекционных болезней как экологического явления»[19].
1950 — Croonian Lecture[англ.], название лекции: «The interaction of virus and cell-surface.»
Integrity of the body, Camb. (Mass.), 1962; в рус. пер. — Целостность организма и иммунитет / Перевод с англ. А. М. Оловникова ; Под ред. и с предисл. чл.-кор. АН СССР В. Л. Рыжкова. — Москва : Мир, 1964. — 184 с.