Franz Beckenbauer hatévesen kezdte sportpályafutását az SC 1906 München iskoláscsapatában, 1959-ben igazolt a Bayern Münchenhez. Példaképe Fritz Walter, a válogatott csapatkapitánya volt, akinek vezérletével nyert a Nationalelf 1954-ben világbajnoki címet a berni stadionban, a magyar Aranycsapat legyőzésével. Profiszerződését 1964-ben írta alá, miután befejezte biztosítási ügynöki tanulmányait. Szinte egész pályafutását Münchenben töltötte, a piros mezt 1977-ben húzta utoljára magára. A következő három szezonban a New York Cosmosban szerepelt, ahonnan 1980-ban hazatért, és a Hamburg színeiben megszerezte ötödik bajnoki címét. 1983-ban ismét New Yorkba igazolt, 1984-ben itt fejezte be játékos-pályafutását.
Első Bundesliga-mérkőzését 1963-ban, a St. Pauli ellen vívta. A Bayern München csapatával háromszor (1966, 1969, 1971) volt német kupagyőztes és négyszer (1969, 1972, 1973, 1974) bajnok, háromszor (1974, 1975, 1976) diadalmaskodott a BEK-ben, 1967-ben KEK-győztes lett, egy Bundesliga-bajnoki címet a Hamburger SV játékosaként szerzett.
1965-ben mutatkozott be az NSZK válogatottjában, és egy év múlva már világbajnoki ezüstérmet szerzett Angliában, 1970-ben Mexikóban bronzérmes volt. Játékos-pályafutásának csúcsára 1974-ben ért fel, amikor a hazai pályán szereplő nemzeti tizenegy csapatkapitányaként világbajnok lett. Az 1972-es Európa-bajnokságon aranyérmet, négy évvel később ezüstérmet szerzett. Összesen 103 válogatottmérkőzésen lépett pályára, és söprögetőként szerzett 14 gólt. A korszak szinte minden nagy játékosával játszott együtt, Pelével a Cosmosban, a holland Johan Cruyff-fal a világválogatottban.
Pályáját csatárként kezdte, és a védekezésben és a támadásban létszámfölényt kiharcoló, háttérből irányító középhátvédként folytatta. Lényegében az ő nevéhez fűződik a támadást is segítő söprögető (libero) fogalma. A Császár becenevet higgadt, sportszerű, technikai és taktikai szempontból egyaránt fölényes játékával érdemelte ki, ritkán szabálytalankodott, kiemelkedő labdabiztonság és elegancia jellemezte.