Франценюк родился 1 декабря 1927 года в селе Выхватновцы Хмельницкой области Украины. В 1951 году окончил Ждановский металлургический институт по специальности инженер-металлург. Работал технологом на Воронежском заводе им. М. И. Калинина. В 1954 году перешёл на НЛМК, сначала работал под началом Фролова Николая Семеновича, потом в течение десяти лет поднялся по карьерной лестнице от начальника смены листопрокатного цеха до главного инженера.
С 1978 года — директор НЛМК, а с 1992 года — генеральный директор ОАО «НЛМК». В 2004 году И. В. Франценюк был избран президентом ОАО «НЛМК».
Практически все направления деятельности комбината, определившие его современный облик, были инициированы Франценюком.
Франценюк — доктор технических наук, действительный член Российской инженерной академии, лауреат Государственной премии, Герой Социалистического Труда.
Умер 9 февраля 2005 года в Липецке. Похоронен на городском кладбище города Липецка.
Франценюк автор 200 научных публикаций, 12 книг, более 180 авторских свидетельств и патентов на изобретения в области производства черных металлов, автоматизации и механизации металлургических процессов.
Ещё при жизни — в 1997 году в честь Франценюка назвали площадь и сквер в Новолипецке, где находится НЛМК. 19 июля 2009 года в сквере на проспекте Мира открыт памятник.