W powstaniu kościuszkowskim (1794 r.) awansował do stopnia porucznika, a po jego upadku wstąpił w szeregi Centralizacji Lwowskiej  i jako jej emisariusz prowadził  działalność konspiracyjną na terenie zaboru austriackiego (tzw. Galicji). W 1796 r. Żymirski udał się do Konstantynopola (Istambułu), gdzie współpracował z Michałem Kleofasem Ogińskim.
W początkach lutego 1797 r. jako osoba „dodana dla większego bezpieczeństwa” Ogińskiemu, przybył do Paryża. W maju tego roku zaopatrzony w rekomendacje i melodię świeżo skomponowanego marsza dla Legionów Polskich, udał się do Zakładu Legionowego w Mediolanie. Tu na wniosek generała Henryka Dąbrowskiego 18–letni Żymirski został awansowany do stopnia kapitana i wyznaczony na dowódcę kompanii w 2 batalionie  II Legii.
Udział FranciszkaŻymirskiego w wojnie rewolucyjnej Francji z II Koalicją związany był z jego uczestnictwem w bitwie pod Weroną (5 kwietnia 1799 r.) i obroną oblężonej Mantui do jej kapitulacji (30 lipca 1799 r.)
Po 11- miesięcznym pobycie w niewoli austriackiej, powrócił do służby w Legionach. W styczniu 1801 r. brał udział w blokadzie Ferrary, a po jej kapitulacji uczestniczył w zdobywaniu zagarniętej przez Austriaków Mantui.
W grudniu 1802 r. batalion, w którym służył , skierowany został rozkazem Napoleona Bonapartego na Santo Domingo (dziś Haiti). Tam, w trudnych warunkach tropikalnego klimatu, walczył pod Cotedux, Lascabe, Corail, w obronie Ladoche i fortu Jeremie.  W czasie ewakuacji placówki dostał się do niewoli angielskiej. Po w zwolnieniu powrócił do służby w armii  francuskiej, walcząc jako oficer II Korpusu generała Marmonta w bitwie pod Danauworth i pod Ulm. Później został wcielony do tzw. Armii Dalmacji dowodzonej przez generała Malibord, biorąc udział w działaniach wojennych na Podgórzu Dynarskim i wschodnim wybrzeżu Adriatyk. Za bohaterską postawę w czasie szturmu na Kator, otrzymał francuską Legię Honorową.
Po przyjeździe do Warszawy w marcu 1807 r. Franciszek Żymirski  awansował do stopnia podpułkownika i jako szef II Batalionu II Pułku Piechoty brał udział w blokadzie twierdzy Grudziądz, a potem budowie twierdzy Modlin.
W styczniu 1808 r został odznaczony przez księcia Józefa Poniatowskiego  Krzyżem Kawalerskim Virtuti Militari za męstwo  wykazane w wojnie z pruską armią.
W kwietniu 1809 r. batalion Żymirskiego znajdował się w centrum bitwy pod Raszynem. Po wzorowym wykonaniu zadań Żymirski otrzymał nominację na grosmajora  5 Pułku Piechoty i wyznaczony  na komendanta fortecy częstochowskiej.
W 1811 r. awansował do stopnia pułkownika i objął dowództwo  13 Pułku Piechoty. Pułk ten bronił w 1812 r. południowo- wschodnich granic  Księstwa Warszawskiego. W okresie tym Żymirski walczył pod Płowcami, Krytowem, Uściługiem. Z chwilą wkroczenia wojsk rosyjskich w granice Księstwa wszedł wraz ze swym pułkiem w skład załogi Zamościa, gdzie jako dowódca piechoty fortecznej bronił fortecy przez 11 miesięcy.
Za męstwo odznaczony został Krzyżem Kawalerskim Legii Honorowej. Po kapitulacji dostał się do niewoli rosyjskiej, z której uwolnił go dekret cara o powołaniu Wojska Polskiego.
W armii Królestwa Polskiego Franciszek Żymirski zajmował początkowo stanowisko  dowódcy Batalionu Wzorowego Grenadierów Gwardii i Grenadierów Korpusu Rezerwowego oraz pułku Grenadierów Gwardii. Stanowisko to zajmował do wybuchu powstania listopadowego, natomiast stopień generał dywizjonu otrzymał w czerwcu 1830 r.
Od 8 lutego 1831 r. odziały dywizji generała Żymirskiego znajdowały się  w ogniu, walcząc pod Węgrowem, Kałuszynem, Mińskiem i Wawrem. Sam generał 25 lutego 1831 r. w bitwie grochowskiej „ czynem dowiódł, ile Ojczyźnie wiernym być umiał”. Ciężko ranny w bitwie zmarł. Według lokalnej tradycji gen. Żymirski zmarł przy krzyżu na rozwidleniu ówczesnej Szosy Brzeskiej (obecnie ul. Grochowska) i drogi do Gocławia (dziś ul. Grenadierów) stąd prostopadła do ul. Grochowskiej ulica Międzyborska miała go do 1950 r. za swojego patrona.

Skromne uroczystości pogrzebowe odbyły się w Kościele Kapucynów przy ul. Miodowej. W 1834 r. prochy Franciszka Żymirskiego przewieziono do Klembowa i pochowano w podziemiach tutejszego kościoła odbudowanego dzięki pomocy generała.

W swoim żołnierskim życiu Franciszek Żymirski uczestniczył w 11 kompaniach wojennych, w których stoczył 27 bitew i potyczek.