Francine Leca s’oriente très jeune vers les études de médecine. Lors d’un stage dans le service de chirurgie cardiaque du professeur Jean Mathey à l’hôpital Laennec, elle assiste à sa première opération à cœur ouvert. Devenue interne des hôpitaux de Paris, elle découvre la chirurgie cardiaque de l’enfant au côté du professeur George Lemoine. Elle se spécialise dans les cardiopathies congénitales.

Elle est la première femme à être devenue chirurgien cardiaque en France, et chef des services de chirurgie cardiaque des hôpitaux Laennec puis Necker (Paris) jusqu’en 2003.

Francine Leca fonde en 1996, avec Patrice Roynette, l’association Mécénat Chirurgie Cardiaque – Enfant du Monde qui récolte des fonds pour réparer les cœurs d’enfants venus des pays défavorisés atteints de graves maladies cardiaques. Plus de 2 000 enfants ont été opérés dans douze hôpitaux en France grâce à cette organisation et à son réseau constitué de 300 familles d’accueil, 150 bénévoles et d’une équipe de 13 salariés