En concourant pour le prix de Rome de 1943, il fait la connaissance de Suzanne Deregnaucourt qu'il épouse l'année suivante. Ils auront quatre enfants, Armel, Gwénaël, Hélier et Haude. Il obtient le premier grand prix de Rome en sculpture pour L'Amazone en . Il obtiendra également en 1948 pour cette même œuvre le prix Lefèvre, décerné tous les quatre ans au meilleur lauréat du prix de Rome. Il perd ses deux frères dans les bombardements de Cancale et de Saint-Malo en . De 1946 à 1948, il est pensionnaire de la villa Médicis à Rome, où il rencontre les architectes Guillaume Gillet et Jean Dubuisson. Sa sculpture Le Crucifié recevra en 1948 le prix du meilleur envoi de Rome.
Rentré en France, Francis Pellerin s'installe à Rennes en 1948 et enseigne à l'école des beaux-arts de Rennes et à l'École d'architecture de Rennes. Il participe à de nombreuses commandes publiques : établissements scolaires, lieux de culte, espaces culturels, en collaboration avec des architectes et artisans[2]. De 1952 à 1962, il peint de nombreuses huiles sur toiles, abstraites, exposées à la galerie Hautefeuille de Paris en 1962. En 1960, invité de Georges Folmer, il expose pour la première fois au Salon des réalités nouvelles. Il favorisera en 1961 la venue du groupe Mesure[3] au musée des Beaux-Arts de Rennes. Il participera, jusqu'en 1965, aux expositions de ce groupe à l'étranger. En 1978, il quitte l'enseignement pour se consacrer pleinement à de nouvelles recherches artistiques : peintures dans le sillage de l'abstraction géométrique, collages, sculptures en bois polychromes. Parallèlement, il réalise de nouvelles œuvres monumentales : fresques murales, claustras, stèles en granit. Il expose également dans des centres culturels et des galeries.
1954 : Œuvre murale abstraite en galets polychromes au casino sur la façade côté chaussée du Sillon du Palais du Grand Large à Saint-Malo[4].
1954 : L'Orbiche, place de la Poissonnerie à Saint-Malo, Halle aux poissons de Saint-Malo, charpente en bois sculptée de blochets en forme de poisson stylisés polychromes.
1955 : École maternelle de Pontivy, panneau décoratif dans la salle de jeux.
1963 : Chapelle Notre-Dame-de-la-Route de Kervalh, Brech, crucifixion en plâtre polychrome.
1963 : Église Saint-Laurent, quartier Maurepas à Rennes, animation géométrique de l'autel, retable, chemin de croix et deux sculptures sur bois Vierge et saint Laurent.
1963 : Collège Anne de Bretagne, ex lycée Martenot à Rennes, bas-relief géométrique, mural sur pierre blanche.
1964 : Lycée Joliot-Curie à Rennes, sculpture bronze à l'entrée.
1964 : Collège d'enseignement technique de Pontivy, grille verticale en métal.
1964 : Lycée Jean-Guéhenno, ex Le Pargo à Vannes, Le Stabile, structure acier, hauteur 7 m.
1964 : Collège général des filles, Janzé, bas-relief en schistes sur la façade, 2,50 × 1,60 m.
1964 : Église de la Grâce de Dieu, décoration de l'entrée et vitrail.
Sculptures monumentales de 1966 à 1975
1966 : Parvis de la faculté des sciences et techniques de Brest, ex collège scientifique universitaire, structure acier de 7,50 m Le Quatrain, hommage à la Science,
1966 : Collège d'enseignement technique Léonard de Vinci, anciennement Louis Ampère de Mayenne, Migration ou Vol d'oiseaux, fresque murale appareillée en granit intégré au mur.
1966 : Lycée la Colinière à Nantes, stèle en granit.
1966 : Groupe scolaire Keryado à Lorient, sculpture sur bassin.
1967 : Collège Rosa-Parks, ex collège Malifeu à Rennes, galet granit, hauteur 3 m.
1974 : École nationale supérieure de chimie à Beaulieu, Rennes, sculpture en granit sur un bassin, 4 × 3,75 × 1,50 m, granit de Taulé.
1974 : Salle du conseil de l'École nationale supérieure de chimie à Beaulieu, Rennes, fresque murale avec lattes de chêne collées et peintes, 130 × 290 cm.
1974 : Club des professeurs du bâtiment administratif de l'École nationale supérieure de chimie à Beaulieu, Rennes, fresque murale avec lattes de chêne collées et peintes, 250 × 350 cm.
1974 : Collège Surcouf, ex collège Lamenais à Saint-Servan, L'Éveil, structure en acier, 2,50 × 2,10 × 1,05 m.
1975 : Domicile de l'architecte Yves Guillou à Vannes, mur géométrique en pierre et galet.
1977 : École nationale de voile de Beg Rohu à Quiberon, structure en inox dans le patio, 2,85 × 2,80 × 1,50 m.
1979 : Lycée Pierre Mendès-France, ex École des métiers du bâtiment à Saint-Grégoire, sculpture granit en plusieurs blocs, 350 × 200 cm.
1980 : Établissement français du sang de Rennes, Formes à rêver, structure en inox.
1983 : Centre culturel du Triangle à Rennes, réalisation de fresques murales des panneaux de façade en granit et schiste.
1984-1986 : Immeuble de la CPAM de Rennes, structure murale en bois dans l'entrée (1984), claustra bois au 7e étage (1986) et décoration de la salle du conseil par cinq toiles acryliques Bretagne, 92 × 65 cm.
2005 : rétrospective au musée des Beaux-Arts de Rennes[6].
2012 : galerie Drouart à Paris.
2012 : Pavillon des arts et du design à Paris, présenté par la galerie Drouart.
Le à Rennes, maître Carole Jezequel présenta à la vente un ensemble de 41 sculptures et peintures provenant de l’atelier de Francis Pellerin réalisées entre 1950 et 1990[7].
Francis Pellerin et Monique Merly, « Engendré, non pas créé… », Bulletin des amis du Musée de Rennes, 1978.
Rennes sculptures 82 parc Oberthur, 1982.
L'art chemins faisant, Université de Rennes 1, 2000.
Francis Pellerin (1915-1998), Rennes, musée des Beaux-Arts de Rennes (ISBN2901430996). — Catalogue de la rétrospective 2005 au musée des Beaux Arts.
Abstraction, création, art concret, art non figuratif, Réalités Nouvelles de 1946 à 1965, Galerie Drouart, 2008.
Groupe Espace, Groupe Mesure : l'esthétique constructiviste de 1951 à 1970, Galerie Drouart, 2009.
Francis Pellerin (1915-1998), Paris, Galerie Drouart, mars 2012 (ISBN9782353701223).
Quinze ans de mécénat des amis du musée des Beaux-Arts de Rennes, 2017.
Construire une collection, [catalogue d'exposition], musée des Beaux-Arts de Rennes, 2018.
Filmographie
1964 : production de l'Office national de radiodiffusion télévision française, en ligne sur le site de l'INA, durée 7 minutes 36 secondes. Le sculpteur reçoit dans son atelier Fernand Leréec et lui explique son travail en lui montrant des maquettes (note : quelque peu troublé par la présence d'une équipe de télévision dans son atelier, le sculpteur ne relève pas l'erreur du journaliste qui l'appelle « François Pellerin » tout au long du reportage).
2005 : L'atelier Francis Pellerin, production du musée des Beaux-Arts de Rennes, exposition rétrospective 2005.
2019 : L’art construit de Francis Pellerin, Laurence Imbernon, conservatrice du patrimoine au musée des Beaux-Arts de Rennes de Rennes, s’exprime sur la part Art Construit et Art Cinétique dans l’œuvre de Francis Pellerin. Durée : 3:12.