Kot poročajo tuji mediji, je Sinatra umrl za posledicami srčne kapi, tik preden bi moral stopiti na oder dvorane Peabody Auditorium v Daytona Beachu na Floridi. Nastop je bil del njegove turneje z naslovom Sinatra Sings Sinatra, na kateri je igral nekatere največje hite svojega očeta in lastne skladbe. V svoji karieri je izdal šest albumov.

Njegovo življenje je močno zaznamovala ugrabitev pri 19 letih. Takrat ga je pred kazinom v Lake Tahou ugrabila tolpa in ga izpustila šele po tem, ko je njegov oče zanj plačal 240.000 dolarjev odkupnine. Ugrabitelje so pozneje izsledili.

Glasbeno kariero je pri 19 letih začel s Tommy Dorsey bendom. Sestav je bil podoben tistemu, s katerim je že 20 let poprej nastopal njegov oče. The New York Times je leta 1963 poročal, da je mladi Sinatra upošteval prav vse razsežnosti nastopanja svojega očeta, med drugim njegov način izražanja ter niansiranje barve glasu.

Ob njegovi smrti so se oglasili številni znani glasbeniki in zvezdniki. "Globoko sem užaloščen, da je preminil Frank Sinatra mlajši. Izrekam sožalje Tini in Nancy ter drugim članom družine," je na Twitterju zapisal Tony Bennett. Igralka Mia Farrow je zapisala: "Počivaj v miru, Frank Sinatra mlajši. Moje misli so z njegovo mamo Nancy, sestrama Nancy in Tino ter sinom Michaelom."

Frank Sinatra s sinom v Beli hiši