A pesti egyetemen az orvosi pályára készült, eközben többször is természetrajzi utazást tett.
1821-ben doktorrá avatták.
1822-ben a Magyar Nemzeti Múzeumhoz került. Tudományos pályafutását a növénytan terén kezdte meg, de nemsokára az állattanhoz pártolt át.
Mint leíró zoológus, első volt hazánkban. Előszeretettel gyűjtötte és tanulmányozta a rovarokat, de a csigákkal is szép eredményeket ért el.
Tudományos érdemeinek jutalmazásául a Magyar Tudományos Akadémia 1833-ban levelező, 1838-ban rendes tagjának választotta.
Ő hívta fel Jókai Mór figyelmét arra az ismeretlen dunai szigetre a török – magyar határon, ami Az aranyember c. regény helyszíne lett.
A Magyar Rovartani Társaság 1960-ban alapította a Frivaldszky Imre-emlékplakettet.