กัมพูชาตกเป็นรัฐในอารักขาของฝรั่งเศสตามสนธิสัญญาอารักขาระหว่างฝรั่งเศส-กัมพูชาเมื่อ 11 สิงหาคม พ.ศ. 2406 ในสมัยพระนโรดม โดยสยามพยามยามคัดค้านแต่ไม่เป็นผลสำเร็จ ในช่วงแรก ฝรั่งเศสปกครองกัมพูชาโดยไม่เข้าไปเกี่ยวข้องกับกิจการภายในมากนัก และช่วยค้ำจุนราชบัลลังก์ของกัมพูชา โดยช่วยปราบกบฏต่าง ๆ จน พ.ศ. 2426 - 2427 หลังจากยึดครองเวียดนามได้ทั้งหมด โดยพยายามลิดรอนอำนาจของกษัตริย์และยกเลิกระบบไพร่ทาส ทำให้เกิดการต่อต้านจากประชาชนอย่างรุนแรง จนต้องเจรจากับพระนโรดม กษัตริย์ในขณะนั้น ให้ประกาศสันติภาพ และระงับการแทรกแซงกัมพูชา จนกระทั่งพระนโรดมสวรรคต ฝรั่งเศสได้สนับสนุนให้พระสีสุวัตถ์ขึ้นเป็นกษัตริย์ พร้อมทั้งมอบอำนาจการปกครองทั้งหมดให้ฝรั่งเศส[1] หลังจากฝรั่งเศสเข้าปกครองกัมพูชาเมื่อ พ.ศ. 2406 ฝรั่งเศสเปลี่ยนแปลงระบบเศรษฐกิจในเวียดนาม โดยปรับปรุงการเก็บภาษี ซึ่งทำให้เกิดความไม่พอใจในหมู่ชาวกัมพูชา และยังนำชาวเวียดนามเข้ามาทำงานเป็นเจ้าหน้าที่ในระบบราชการของฝรั่งเศส และเป็นแรงงานทางด้านเกษตรกรรม

ระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง ช่วงกลางปี พ.ศ. 2484 กองทัพญี่ปุ่นเคลื่อนเข้าสู่กัมพูชาแต่ยอมให้รัฐบาลวิชีปกครองดังเดิม รัฐบาลไทยในสมัยจอมพล ป. พิบูลสงครามได้เรียกร้องดินแดนบางส่วนในลาวและกัมพูชาคืนจากฝรั่งเศสจนนำไปสู่กรณีพิพาทอินโดจีนฝรั่งเศสที่เริ่มขึ้นเมื่อ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2484 ในที่สุด ญี่ปุ่นเข้ามาไกล่เกลี่ยโดยที่ไทยได้จังหวัดพระตะบอง เสียมราฐและบางส่วนของจังหวัดสตึงแตรง ยกเว้นปราสาทนครวัดยังอยู่ในเขตแดนของฝรั่งเศส พระสีสุวัตถิ์ มุนีวงศ์กษัตริย์กัมพูชาสิ้นพระชนม์หลังกรณีพิพาทนี้ไม่นาน ฝรั่งเศสเลือกพระนโรดม สีหนุขึ้นเป็นกษัตริย์ทั้งที่ยังทรงพระเยาว์ ต่อมา ญี่ปุ่นได้สนับสนุนการจัดตั้งรัฐบาลหุ่นเชิดในวันที่ 9 มีนาคม พ.ศ. 2488 กัมพูชาได้ประกาศเอกราชภายใต้วงไพบูลย์แห่งมหาเอเชียบูรพาของญี่ปุ่น โดยมีพระนโรดม สีหนุเป็นประมุขรัฐ หลังจากญี่ปุ่นยอมแพ้เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2488 กองทัพฝ่ายสัมพันธมิตรได้เข้ามาในพนมเปญ สถาปนาอำนาจของฝรั่งเศสในกัมพูชาอีก

รัฐบาลฝรั่งเศสอิสระได้ตัดสินใจที่จะรวมอินโดจีนเข้ากับสหภาพฝรั่งเศส ในพนมเปญ พระนโรดม สีหนุพยายามเจรจากับฝรั่งเศสเพื่อเรียกร้องเอกราชที่สมบูรณ์ ในขณะที่กลุ่มต่อต้านที่เรียกตนเองว่าเขมรอิสระ ได้ใช้การสู้รบแบบกองโจรตามแนวชายแดน โดยได้ร่วมมือกับกลุ่มฝ่ายซ้ายทั้งที่นิยมและไม่นิยมเวียดนาม รวมทั้งกลุ่มเขมรเสรีซึ่งเป็นกลุ่มต่อต้านราชวงศ์ของเซิง งอกทัญด้วย ใน พ.ศ. 2489 ฝรั่งเศสยอมให้มีการจัดตั้งพรรคการเมืองในกัมพูชา และให้มีการเลือกตั้งภายในประเทศ พระนโรดม สีหนุยังคงต่อสู้เพื่อเรียกร้องเอกราชให้กัมพูชาเป็นอิสระจากสหภาพฝรั่งเศส จนฝรั่งเศสพ่ายแพ้ในสงครามอินโดจีนครั้งที่หนึ่ง จึงยอมมอบเอกราชให้แก่กัมพูชา