Frances et son frère Erving ont grandi dans la petite ville de Dauphin, au Manitoba, où leurs parents, immigrés de la Russie tsariste, tenaient un magasin de vêtements. L’institutrice de Frances l’encourage à poursuivre une carrière d’actrice, et ses premières apparitions se font dans les pièces de théâtre de l’école, où elle joue souvent le rôle d’une princesse.
Piquée par le virus de la comédie, Bay a poursuivi ses études de théâtre au collège de Winnipeg, apparaissant dans des pièces radiophoniques et théâtrales, et a reçu le prix de la meilleure actrice au Dominion Drama Festival. La Seconde Guerre mondiale lui a apporté un nouveau défi lorsqu’elle s’est fait connaître comme “la petite amie des Forces canadiennes” à l’émission Everybody’s Programme de la radio de la CBC. Les troupes ont reconnu que Bay était la voix qui leur permettait de garder le moral.
Après la guerre, Frances Bay a pris une longue pause pour élever une famille avec son amour de jeunesse, Chuck Bay, dont le travail chez Cartier les a emmenés à New York, Boston et enfin, Los Angeles. À New York, dans les années 40, Frances poursuit son histoire d’amour avec la comédie en étudiant avec la légende de la scène Uta Hagen.
Frances a recommencé à jouer à 60 ans, avec un petit rôle dans Foul Play. Elle a ensuite joué dans de nombreux spectacles populaires, notamment dans Faerie Tale Theatre de Shelley Duvall, Blue Velvet de David Lynch, Wild at Heart et Twin Peaks. Bay est également apparue dans des productions scéniques off-Broadway et dans le théâtre régional, notamment Finnegan’s Wake, Grease, Genius, The Caucasian Chalk Circle et The Pleasure of His Company. Elle a remporté deux prix Frama-Logue (pour Others et Right of Way) et a été nommée au Los Angeles Drama Critics Circle Award pour sa performance dans The Man Who Came to Dinner.
Bay était également l’un des visages les plus polyvalents et les plus familiers du cinéma et de la télévision à épisodes. Elle est apparue dans plus de 50 films, notamment The Wedding Planner, Inspector Gadget et Twins. Les téléspectateurs ont apprécié son travail dans Hannah Montana, Newhart, Matlock, The X Files, Murder She Wrote, The Golden Girls, Touched by an Angel, L.A. Law et bien d’autres émissions. Bay détient la distinction unique d’être apparue dans les derniers épisodes de trois sitcoms télévisées populaires : Seinfeld, Who’s the Boss ? et Happy Days.