Фёдор Фролович Титов родился в 1917 году в деревне Холуповка (ныне — Рославльский район Смоленской области). После окончания неполной средней школы проживал и работал на Дальнем Востоке.
В 1938-1939 годах проходил службу в Рабоче-крестьянской Красной Армии, участвовал в боях на озере Хасан. Демобилизовавшись, учился на курсах машинистов в Полоцке. В начале Великой Отечественной войны Титов повторно был призван в армию. С мая 1942 года — на фронтах Великой Отечественной войны.
К январю 1945 года гвардии старшина Фёдор Титов был наводчиком самоходного артиллерийского орудия "СУ-76" 298-го гвардейского самоходного артиллерийского полка 4-го гвардейского танкового корпуса 5-й гвардейской армии 1-го Украинского фронта. Отличился во время Всило-Одерской операции.
12 января - 16 февраля 1945 года экипаж Титова уничтожил 4 танка, 5 артиллерийских орудий, 2 БТР, 4 пулемёта и около 80 солдат и офицеров противника. В ночь с 15 на 16 февраля 1945 года САУ Титова участвовало в штурме села Шидглогвиц, а затем в его удержании. В коротком бою экипаж уничтожил 3 тяжёлых танка, 3 артиллерийских орудия и 1 БТР. 29 апреля 1945 года Титов погиб в бою к северу от Дрездена. Похоронен на месте боёв.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 июня 1945 года за "мужество, стойкость и отвагу" гвардии старшина Фёдор Титов посмертно был удостоен высокого звания Героя Советского Союза.