Hijo de José Santiago Gandarillas Guzmán y de María del Carmen Luco Huici, y hermano de los parlamentarios y ministros: José Antonio, Pedro, Alberto y Juan Gandarillas Luco. Estudió en el Instituto Nacional General José Miguel Carrera.

Casado con Teresa Matta Matta, quien era media hermana de Manuel Antonio Matta e hija de Eugenio de Matta Vargas; tuvieron 2 hijos, María Teresa y Javier, esté último, también se dedicaría a la política y sería presidente de Sonami.^[1]​

Fue diplomático, designado secretario de la legación en Colombia y Venezuela en 1865. Asimismo se desempeñó como agente de Colonización en Europa y representante de Chile ante el tribunal arbitral de Lausana.

Se desempeñó también en negocios mineros en Copiapó, Taltal y Las Condes. Fue uno de los gestores de la Sociedad Nacional de Minería (Sonami), organismo del que primeramente sería su consejero^[1]​y luego fue secretario. Fue miembro de la comisión encargada de organizar la Exposición Nacional e Industrial realizada en Quinta Normal en 1884.

Militante del Partido Radical, fue diputado por Vallenar para el periodo 1876-1879, diputado suplente por Coquimbo para el periodo 1879-1882, diputado por Combarbalá para el periodo 1882-1885 y diputado por Tarapacá para el periodo 1885-1888.

• Reseña biográfica de Francisco Gandarillas en el portal Historia Política de la Biblioteca del Congreso Nacional de Chile.