Nach seinem Studium der Allgemeinen Sprachwissenschaft (Patholinguistik) an der Universität Potsdam arbeitete Frank Domahs zunächst als Sprachtherapeut in einer neurologischen Rehabilitationsklinik. Danach war er als Doktorand und PostDoc an der Universität Innsbruck und der RWTH Aachen in verschiedenen neurolinguistischen und neuropsychologischen Projekten tätig. Er promovierte 2006 an der Universität Potsdam, wo er 2011 auch habilitiert wurde.
Derzeit ist Frank Domahs wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dozent im Institut für Germanistische Sprachwissenschaft an der Philipps-Universität Marburg.
Schwerpunkt seines Forschungsinteresses sind psycho- und neurolinguistische Grundlagen von sprachlichem Lernen und Sprachverarbeitung bei verschiedenen klinischen und gesunden Populationen.