Родился в семье мюнхенского еврея, торговца шерстью. В 1909 году закончил городскую гимназию. Далее Френкель изучал математику в университетах Мюнхена, Берлина, Марбурга и Бреслау. В 1914 году Френкель закончил обучение с отличием и с началом войны был призван в армию, на французский фронт. В 1916 году, во время отпуска, он защитил докторскую диссертацию. По окончании войны читал лекции в Марбургском университете (профессор с 1922 года).
В 1919 году женился на Вильгельмине Принс (Wilhelmina Malka A. Prins).
После недолгого пребывания в университете Киля (1928) Френкель принял приглашение возглавить только что организованный математический факультет Еврейского университета в Иерусалиме и покинул Германию. Несколько лет он был ректором университета. После отставки (1956) Френкеля сменил его бывший студент Абрахам Робинсон. В последние годы Френкель читал лекции в Университете Бар-Илана, Рамат-Ган.
Френкель получил известность своими работами по аксиоматической теории множеств. Ещё в Марбурге (1919) он опубликовал первую статью на эту тему (Einleitung in die Mengenlehre), затем последовали две статьи (1922, 1925), развивающие предложенную Цермело аксиоматику. В версии Френкеля аксиоматика теории множеств стала классической.
Другие работы Френкеля касаются в основном абстрактной алгебры и различных аспектов оснований математики. Френкель также опубликовал ряд работ по истории математики и проблемам развития образования в Израиле. Награждён Премией Израиля, раздел точных наук (1956).
Частичная библиография работ А. Г. Френкеля (статьи и книги по состоянию на январь 1961 г.; статьи исторического и описательного характера, а также обзоры в ней опущены, за исключением некоторых):
Bar-Hillel, Y., Poznanski E. I. J., Rabin M. O., Robinson A. Bibliography of A. A. Fraenkel. In: Essays on the Foundations of Mathematics, Dedicated to A. A. Fraenkel on his Seventieth Anniversary, edited by Bar-Hillel et al., ix-x. Jerusalem: Magnes Press, 1961.