Née dans le Minnesota, elle vécut brièvement en Écosse après le décès prématuré de son père. C'est là qu'elle se passionna pour la photographie. Elle étudia les lettres classiques au Smith College dans le Massachusetts, où elle obtint son diplôme en 1924. Elle se rendit pour la première fois en Grèce en 1925 et bénéficia d'une bourse de recherche à l'École américaine d'études classiques à Athènes (ASCSA) de 1929 à 1930. Elle effectua ses recherches doctorales sous la direction de Charles Rufus Morey(en) et obtint son doctorat de l'Université Columbia en 1937. Frantz commença à travailler sur le site archéologique de l'Agora d'Athènes, mené par l'ASCSA, en janvier 1934. À partir de 1935, elle prit en charge une part croissante des photographies du site et en devint la photographe officielle en 1939. Elle réalisa également les premières photographies des tablettes en linéaire B du site mycénien du Palais de Nestor, images qui servirent à la première transcription des tablettes et, par conséquent, au déchiffrement du linéaire B. Dans le cadre de ses travaux sur le site de l'Agora, elle participa à la fouille et à la restauration de l'Église des Saints-Apôtres d'Athènes, le dernier édifice byzantin subsistant sur le site.
Frantz a quitté les fouilles de l'Agora en 1964. Ses travaux ultérieurs ont principalement consisté en des collaborations avec des archéologues tels que Gisela Richter, Martin Robertson et Bernard Ashmole. Parmi ses publications figurent certaines des premières recherches archéologiques sur la Grèce ottomane, ainsi que des photographies de korès archaïques, d'architecture byzantine et d'objets de la Période égéenne. Ses travaux sur l'Antiquité tardive et les périodes postérieures sont considérés comme pionniers et ont contribué à rehausser le prestige de l'archéologie post-classique en Grèce. Elle était reconnue comme l'une des plus grandes photographes d'antiquités grecques et son œuvre a exercé une influence majeure sur la recherche et la réception populaire de la Grèce classique.
