Franz Lehrndorfer verbrachte seine Jugendzeit in Kempten und erhielt dort seine musikalische Grundausbildung bei seinem Vater, einem Chordirektor und Musikwissenschaftler. Nach dem Abitur studierte er 1948 –1951 an der Hochschule für Musik in München Katholische Kirchenmusik und Orgel und schloss diese Ausbildung mit dem Meisterklassendiplom im Fach Orgel 1952 ab.
Seine berufliche Tätigkeit begann er bereits ein Jahr vorher als Musikpädagoge bei den Regensburger Domspatzen. 1962 wurde er an die Hochschule für Musik nach München berufen, wo er von 1969 bis zu seiner Emeritierung 1993 die Abteilung für Katholische Kirchenmusik und Orgel leitete.
Von 1969 – 2002 wirkte er als Domorganist am Münchener Liebfrauendom, von 1998 bis 2003 hatte er eine Gastprofessur an der Katholischen Universität in Porto (Portugal) inne. Beim Internationalen Musikwettbewerb 1957 der ARD gewann Franz Lehrndorfer den ersten Preis. 1965 wurde ihm der Staatliche Kunstförderungspreis, 1981 der Deutsche Schallplattenpreis („Orgelmusik aus dem Münchener Dom“) verliehen. In Anerkennung seiner Erfolge als Künstler und Pädagoge erhielt er eine Reihe von Auszeichnungen und Ehrungen von staatlicher und kirchlicher Seite, u. a. die Ehrendoktorwürde der Päpstlichen Hochschule für Musik in Rom, den Bayerischen Verdienstorden sowie das Bundesverdienstkreuz 1. Klasse.
Franz Lehrndorfer komponierte Messen, Lied- und Chorsätze, verfasste Bearbeitungen und schrieb Kompositionen für die Orgel. Zahlreiche Konzerte im In- und Ausland, Einspielungen für Rundfunk und Schallplatte zeigen Franz Lehrndorfer als einfühlsamen Interpreten der Orgelmusik aller Epochen, insbesondere aber auch seine Improvisationskunst hat seinen Namen weltweit bekannt gemacht.
Ein besonderer Schwerpunkt seiner künstlerischen Tätigkeit lag in der Orgelimprovisation. Carl Orff in einem Schreiben vom 20.04.1973: „ …Ich bin jedes mal beglückt und betroffen von der unerhörten Meisterschaft Ihrer Improvisationen. … Und das es heute noch so etwas gibt, macht mich glücklich und hoffnungsvoll. In großer Verehrung und Bewunderung Ihr Karl Orff“.
Die enorme Breite seines Repertoires, die Musik verschiedenster Stile und Richtungen, die ältere süddeutsche Tradition bis hin zu Kompositionen der französischen Schule des 20. Jahrhunderts, zeichnete ihn als Interpret mit größtem Einfühlungsvermögen und höchstem künstlerischen Anspruch des ganzen Spektrums aus, der die Orgelliteratur beherrschte und pflegte. Intensiv setzte er sich mit Werken des Spätbarockmeisters aus dem Kloster Ottobeuren, Pater Franz Xaver Schnizer auseinander.
Besonders verbunden fühlte sich Franz Lehrndorfer der Musik von Max Reger. Zum ersten Mal nach dem Krieg spielte er eines der anspruchsvollsten Werke Regers, die Symphonische Phantasie, op. 57 („Süddeutsche Max-Reger-Tage“ 1966 Hochschule für Musik München). Er war bereits zu der Zeit ein bedeutender und bahnbrechender Reger-Interpret, als dessen Orgelwerke eher selten auf den Konzertprogrammen zu finden waren. Messiaens „Dieu parmi nous“ hatte Lehrndorfer schon kurz nach dem Krieg studiert und gespielt, als Messiaen in Deutschland noch kaum bekannt war.
Im Jahr 1973 spielte Franz Lehrndorfer anlässlich eines Festaktes in der Bayerischen Akademie der Schönen Künste in München, mit Benjamin Britten vierhändig Klavier Werke von Mozart und Schubert.
In den Jahren 1971 bis 1975 wirkte Franz Lehrndorfer als Orgelsachverständiger der Diözese München und Freising. Zahlreiche kleinere Orgelbauten wurden federführend von ihm geleitet, größere Objekte waren u. a.: 1980 die Orgel der Schlosskirche St. Quirinus in Tegernsee, 1993 die Chororgel, Hauptorgel, Sakramentskapellen-Orgel im Münchener Dom.
Franz Lehrndorfer war außerdem Begründer der allseits beliebten Reihe “Orgelmusik im Advent” ab dem Jahr 1973 bis 2022 und der in den Sommermonaten stattfindenden internationalen “Orgelkonzerte im Münchner Dom” ab 1970 bis 2022.