法國遭遇血腥恐襲後，總統奧朗德誓言向承認責任的伊斯蘭國作出反擊。言猶在耳，法國當地時間15日晚上出動12架軍機，包括十10架戰機由約旦前往敘利亞，大規模空襲伊斯蘭國位於敘利亞的據點拉卡。
在美軍情報支援下，法國軍機共投下最少20枚炸彈，摧毀了指揮站、軍火庫、訓練營等多個目標。空襲持續至午夜過後，消息指有平民設施包括診所、博物館遭炮轟，部分地區停電停水。有當地人在社交網站指出非所有拉卡居民都是伊斯蘭國成員，呼籲盟軍不要胡亂轟炸。
法國是在2014年9月，開始參與以美國為首的盟軍，打擊伊斯蘭國軍事行動。並在伊拉克進行約280次空襲，至兩個月前，才開始在敘利亞空襲了數次。