Durch die Familie früh politisiert, ist Franz Osterroth bereits als 14-Jähriger in der Sozialistischen Arbeiterjugend und in der Gewerkschaft ein sehr aktives Mitglied. Im letzten Jahr des Ersten Weltkrieges wird er noch als Soldat einberufen.

Seit Beginn der Weimarer Republik ist er mehrere Jahre lang besoldeter Jugendsekretär beim Hauptvorstand der Bergarbeiter-Gewerkschaft in Bochum und Redakteur der gewerkschaftseigenen Jugendzeitung. Durch eine mehrmonatige Schulung an der von Gewerkschaften mitfinanzierten Akademie der Arbeit in Frankfurt am Main bildet er sich weiter. 1925 wird er in Hamburg Berufsberater bei der Arbeitsvermittlung, einem gewerkschaftlich mitverwalteten Vorläufer des Arbeitsamtes. Drei Jahre später holt ihn der Stellvertretende Reichsbanner-Vorsitzende Karl Höltermann nach Magdeburg. Dort wirkt Osterroth bei der verbandseigenen Zeitung „Das Reichsbanner“ als Redakteur. Darüber hinaus engagiert er sich in der Jugendarbeit des Verbandes und in der Magdeburger SPD. 1932 wird er Bundesjugendleiter des Reichsbanners.

Nach der Machtübernahme der Nationalsozialisten 1933 verfasst er illegale Zeitungen und bringt diese gemeinsam mit mehreren Gruppen der Sozialistischen Arbeiterjugend in Umlauf. Um sich einer drohenden Festnahme zu entziehen, flieht er mit seiner Familie 1934 in die Tschechoslowakei und 1938 nach Schweden. Im Exil ist er in mehreren Emigrantengruppen politisch und kulturell aktiv.

Im Jahr 1948 kehrt Franz Osterroth nach Deutschland zurück und wirkt in Kiel als Parteisekretär der SPD.