Franz Obermair wurde in Linz geboren und begann seine musikalische Ausbildung mit dem Akkordeon, es folgte ein Jungstudium im Fach Kontrabass. Er studierte zudem diatonische Harmonika, Posaune und Dirigieren mit Hauptfach Chordirigieren an der Universität Mozarteum Salzburg.

Nach einem Engagement als stellvertretender Chordirektor am Gärtnerplatztheater in München war er von der Spielzeit 2021/22 bis Jänner 2024 Chordirektor mit Dirigierverpflichtung am Theater St. Gallen (CH) und ab 2024 stellvertretender Chordirektor des Bayerischen Staatsopernchores. In dieser Zeit konnte er sich ein breites Repertoire im Opern- und Konzertbereich sowohl als Chorleiter als auch als Dirigent erarbeiten und mit namhaften Dirigenten wie Vladimir Jurowski, Marco Armiliato oder Edward Gardner zusammenarbeiten.

Die Förderung des musikalischen Nachwuchses ist ihm ein  Anliegen, so war er unter anderem Mitbegründer und erster künstlerischer Leiter des neu aufgebauten Jugendsinfonieorchesters in St. Gallen. Darüber hinaus leitete er Fortbildungen für Lehrkräfte im Fach Musik im In- und Ausland und unterrichtet er als Referent für Volksmusik im gesamten Alpenraum.

Seit der Spielzeit 2026/2027 ist Franz Obermair Chordirektor am Landestheater Linz.