Francisco Sepúlveda Valenzuela es investigador del Centro de Estudios Científicos (CEC) de Valdivia, Chile y profesor de Fisiología de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Universidad San Sebastián. Su educación de pregrado la realizó en la Universidad de Chile y luego realizó un doctorado en bioquímica en la Universidad de Lausana, Suiza. Su carrera posterior lo llevó a Cambridge, Reino Unido, en 1978 como becario postdoctoral en el Instituto AFRC de Investigación en Fisiología y Genética Animal (ahora el Instituto BBSRC Babraham). Después de una breve estancia como Maître de Conférences en la Universidad de Niza, Francia, Sepúlveda regresó al Instituto AFRC de Investigación en Fisiología y Genética Animal para ocupar un puesto como investigador y se convirtió en Oficial Científico Principal Senior en 1990. En 1994 se trasladó a Chile convirtiéndose en Profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile en Santiago e investigador del Centro de Estudios Científicos de Santiago. En el año 2000 se traslada al nuevo Centro de Estudios Científicos CECs en Valdivia. Además de sus actividades de investigación, actúa como representante institucional de la CCA ante la sociedad civil y agencias que otorgan subvenciones. Es editor senior del Journal of Physiology.

Desde su trabajo sobre el transporte intestinal de aminoácidos para su doctorado, el transporte epitelial ha sido una parte importante de la carrera posterior de Sepúlveda. Su interés por el transporte epitelial, en particular el papel que desempeñan los canales iónicos, ha continuado. Su trabajo ha abarcado desde estudios de estructura/función de canales de cloruro y potasio en sistemas de expresión heterólogos hasta estudios de órganos completos o animales. De interés más reciente han sido los neuroepitelios como el plexo coroideo y el cuerpo ciliar del ojo. Las técnicas empleadas incluyen enfoques electrofisiológicos y de biología molecular con un uso extensivo de ratones con modificaciones genéticas para comprender los procesos fisiológicos.

Sepúlveda ha sido Supervisor en Fisiología en Christ's College, Universidad de Cambridge, y Profesor Externo en los Departamentos de Fisiología del Queen Elizabeth College y el del King's College, Universidad de Londres, Reino Unido. Ha sido profesor visitante en la Université de Paris-6 Pierre et Marie Curie, París, Francia. Actualmente es profesor de Fisiología en la Universidad San Sebastián. Ha supervisado estudiantes de Doctorado en las Universidades de Cambridge y París-6, y en Chile en la Universidad de Chile y la Universidad Austral de Chile.