Frank Gilbreth trabalhou como pedreiro, no início de sua carreira profissional, quando já teve a oportunidade de observar os modos utilizados pelos trabalhadores e gerar proposições para formas mais eficientes de produção. Assim, de forma similar a Taylor, partiu de uma observação da realidade, embora tivesse o foco um pouco diferente. Ao observar trabalhadores em um sistema produtivo, notou uma grande diversidade de métodos, velocidade e os movimentos e sem uma lógica produtiva. Fotografando movimentos nos galpões industriais, coletava dados que formavam a base para elaborar seus planos Muitos sistemas eram simplesmente repetitivos, fruto de uma longa tradição não questionada.
A fadiga era o tópico principal de Frank Gilbreth. Na época, a premissa corrente sobre a causa da fadiga humana era o simples esforço físico. Assim, para reduzi-la dever-se-ia minimizar esse esforço. Gilbreth chegou a identificar um conjunto grande de fatores ou variáveis causadores a fadiga: 15 variáveis relacionadas ao trabalhador: 14 próprias do ambiente de trabalho; e 13 variáveis nos movimentos, como aceleração e distância.
Usava esse conjunto de variáveis para redesenhar o trabalho produtivo, com gráficos e plantas sobre o desenvolvimento das tarefas.
Planejava quase tudo, inclusive a promoção dos empregados. Todas as mudanças eram justificadas pela redução da fadiga e a eliminação do desperdício.
Tentava assim atrair o apoio dos trabalhadores, mostrando-lhes que também ganhariam com a redução da fadiga e o aumento salarial.
Sua proposta de intervenção e mudança no processo produtivo era o foco na tarefa, no estilo taylorista, e a dividia em etapas. Para redefinição de cada etapa, seguia os princípios de redução da fadiga, dos movimentos dentro de uma perspectiva espacial. Chegou a indicar 16 fatores para analisar e redesenhar movimentos no sistema de produção industrial como: 1. Buscar; 2. Encontrar; 3. Selecionar; 4. Compreender; 5. Posicionar; 6. Transportar; 7. Montar; 8. Usar; 9. Desmontar; 10. Inspecionar; 11. Posicionar para a operação seguinte; 12. Liberar carga; 13. Transportar o vazio; 14. Aguardar dentro das expectativas; 15. Verificar o que estiver fora das expectativas; 16. Descansar.
Sua motivação principal era a redução da fadiga humana. Ensinava os trabalhadores o melhor método, proclamando o one best way. Julgava o orgulho de aprender e saber o fator mais importante do treinamento. Para ele, os resultados só seriam alcançados se os trabalhadores aprendessem bem.
Aprovava o taylorismo, mas não sua ênfase no tempo. Não apreciava muito a ideia de cronometragem das tarefas. Via a redução de tempo como a consequência natural da redução dos movimentos. Gilbreth trabalhava com a economia dos movimentos independentemente da velocidade. Na prática, era mais uma diferença terminológica ou uma forma de apresentar a sua proposta como algo novo e distinto do que uma forma bastante diferente de intervenção. Por isso, na época, Taylor ficou conhecido com a pessoa do estudo do tempo e Gilbreth como o dos movimentos.
Seu livro mais importante, Primer of Scientific management, foi bastante popular em sua época. Como todos os escritos de Gilbreth, esse livro também tem uma forma bastante prática, acessível e didática. Com exceção desse livro, os outros foram pequenos manuais sobre métodos de produção em ambientes industriais.
Futuramente, Frank viria a criar sua própria empresa de consultoria. Frank Gilbreth foi casado com Lilian Gilbreth, que foi também sua parceira de trabalho.