François Merville commence la musique à l'âge de sept ans. Il étudie le piano, l'harmonie, et principalement la percussion.
Prix d'Excellence de percussion au Conservatoire National de Région de Paris en 1988, il entre l'année suivante au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris en classe de percussion, où après trois ans d'études, il lui est décerné un Premier Prix de percussion à l'unanimité, ainsi qu'un Premier Prix de musique de chambre.
Rapidement, il est sollicité dans des contextes variés ; il participe notamment en 1991 à une tournée de l'Ensemble Inter Contemporain, sous la direction de Pierre Boulez ; il collabore à la création mondiale d'une oeuvre de Stockhausen pour saxophones, percussion et synthétiseur, donnée à Paris et à Bruxelles.
Parallèlement, il fait ses débuts dans le jazz avec Jacky Terrasson, puis au sein du groupe Palantiri, dirigé par le guitariste David Chevallier en 1985. Par la suite il est membre du quartet de Noël Akchote et du quartet de Bojan Zulfikarpasic, avec lequel il remporte le premier Prix de formation au concours national de jazz de la Défense en 1992. Ce groupe, après de nombreux concerts et l'enregistrement de deux disques, existera près de sept ans.
C'est à partir de 1993 qu'il se consacre réellement et exclusivement à la musique de jazz.
Il est partenaire de Louis Sclavis depuis 1994 et dans un trio avec Bruno Chevillon (Création pour Banlieues Bleues à la Cité de la musique en 1995 ; tournées en Europe, Moyen Orient, Russie, Mexique...). En 1996, il participe à une création avec le tromboniste Ray Anderson qui tourne dans plusieurs festivals ; et joue dans des concerts avec des invités tels que Marc Ducret, Jean Louis Matinier, Dominique Pifarely, Dave Douglas, Django Bates (juillet 98).
En juillet 1994, il rencontre Michel Portal lors d'un concert donné au Festival de Vienne (France) avec Louis Sclavis, Andy Emler et Bruno Chevillon, et travaille désormais occasionnellement avec lui.
En 1995, il forme un trio avec Stéphan Oliva et Bruno Chevillon, autour d'un projet en hommage à Bill Evans, devient membre du collectif « POLYSONS » créé en 1993, composé de Serge Adam, Jean-Rémi Guedon et Pierre Olivier Govin et monte sa propre formation avec Sébastien Texier, Guillaume Orti, Vincent Segal et François Thuillier.
En 1999, il enregistre avec le Dodecaband de Martial Solal.
En 2000, il travaille et enregistre avec le chanteur Thomas Fersen, et participe au spectacle Ciegos de la compagnie de danse Jackie Taffanel.
Il intègre en 2003 la Zam (compagnie musicale dont les membres sont Olivier Sens et Vincent Courtois). Il compose et dirige cette même année avec Eric Lareine, le spectacle musical Marthe et Marie Merveille chantent Fascination commande de La FNEIJMA.
Actuellement, il joue dans les formations de Louis Sclavis, le trio du guitariste danois Hasse Poulsen, le septet de Laurent Dehors, et fait un duo Bat-Jong avec le jongleur Vincent Berhault.
François Merville a accompagné Susan Buirge pour l'atelier d'improvisation 2005.

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