Frank Theuns studeerde blokfluit, dwarsfluit, contrapunt en compositie aan het Koninklijk Muziekconservatorium van Brussel. Daarna vervolmaakte hij zich in de klas van Barthold Kuijken voor barokfluit en behaalde hij met de grootste onderscheiding het Hoger Diploma.
Sindsdien was hij te zien met de belangrijkste barokensembles en -orkesten in Europa, waarmee hij zijn ervaring in het bespelen van historische fluiten verder wist uit te breiden: Il Fondamento (Paul Dombrecht), Anima Eterna (Jos Van Immerseel), Les Talens Lyriques (Christophe Rousset), Le Concert des Nations (Jordi Savall), Explorations (Roel Dieltiens), Les Agrémens (Jean Tubéry, Guy Van Waas), het orkest van La Chapelle Royale (Philippe Herreweghe) en La Petite Bande (Sigiswald Kuijken).
De laatste jaren is Frank Theuns steeds meer een ?connoisseur' geworden van Franse fluiten, waaronder de Naust, de Rippert en de Hotteterre.
Na een eerste cd gewijd aan de sonates van Johann Philipp Kirnberger (Eufoda), nam Frank Theuns verschillende andere cd's op voor het label Accent: Flute Music at the Berlin Court, Les heureux moments (Hotteterre) en L'insinuante (sonates van M. Blavet) die in 2004 werd bekroond met een Diapason d'Or en een ?10 de Classica Répertoire'. In 2005 werden twee nieuwe cd's uitgebracht door Accent, La Veloutée en Les Ramages, respectievelijk gewijd aan Joseph Bodin de Boismortier en Michel Pignolet de Montéclair. In 2006 nam Frank Theuns samen met Anima Eterna Brugge onder leiding van Jos van Immerseel het Concerto voor fluit en harp van Mozart op voor Zig-Zag Territoires. Deze opname kreeg verschillende onderscheidingen, waaronder een Diapason d'Or.
Frank Theuns doceert barokfluit en kamermuziek aan het Lemmensinstituut in Leuven en onderwijst barokfluit en renaissancefluit aan het Koninklijk Muziekconservatorium in Brussel en het Conservatorio del Liceo in Barcelona. Hij wordt regelmatig uitgenodigd om masterclasses te geven in Europa en de Verenigde Staten (Den Haag, Murcia, Pamparato, Leuven, Parma, Madrid, Salamanca, Atlanta).