K-1 W 1997 podpisał kontrakt z japońską organizacją K-1 na walki w kick-boxingu. W swoim debiucie (turniej K-1 Dreams 1997) skrzyżował rękawice z dobrze sobie znanym rywalem, ówczesnym mistrzem K-1, Andym Hugiem. Tak jak sześć lat wcześniej w pojedynku karate, również tym razem Filho znokautował Szwajcara. W wywiadach po walce Francisco przyznał, że był zaskoczony sposobem, jakim ją wygrał (prawy sierpowy), gdyż nigdy wcześniej nie boksował i nie znał nokautującej siły swojego ciosu. Ten niespodziewany sukces przyniósł mu popularność w świecie kick-boxingu i dał przepustkę do walki o mistrzostwo świata K-1 w finałowym turnieju World Grand Prix 1997 w Tokio. W ćwierćfinale Filho znokautował w 15 sekund australijskiego karatekę Sama Greco. W półfinale zmierzył się z czołowym kick-boxerem świata, Holendrem Ernesto Hoostem. Przegrał z nim na punkty (Hoost tryumfował później w całym turnieju).
W 1998 roku walczył z kolejnymi gwiazdami K-1, Peterem Aertsem i Rayem Sefo, remisując w obu walkach. Do kolejnego turnieju finałowego K-1 awansował nokautując najlepszego ówcześnie amerykańskiego kick-boxera Ricka Roufusa niskim kopnięciem w kolano. W ćwierćfinale imprezy na drodze Brazylijczyka stanął Mike Bernardo. Mimo że Filho był faworytem, przegrał przez TKO w trzeciej rundzie.