Pada 1863, King Norodom yang ditakhtakan oleh Siam[23] memohon perlindungan Perancis daripada kekuasaan Siam. Pada 1867, raja Siam memeterai perjanjian dengan Perancis untuk melepaskan hak pertuanan ke atas Kemboja sebagai pertukaran untuk penguasaan ke atas wilayah-wilayah Battambang dan Siem Reap yang secara rasminya menjadi wilayah Siam. Wilayah-wilayah tersebut dipulangkan kepada Kemboja melalui perjanjian sempadan antara Perancis dan Siam pada 1906.

Kemboja kekal sebagai naungan Perancis dari 1867 hingga 1953, ditadbir sebagai sebahagian daripada Indochina Perancis, tetapi diduduki oleh empayar Jepun dari 1941 hingga 1945.[24] Dari 1874 hingga 1962, jumlah penduduknya meningkat dari 946,000 ke 5.7 juta.[25] Setelah kemangkatan Raja Norodom pada 1904, Perancis campur tangan dalam pemilihan raja, maka Sisowath iaitu adinda Norodom ditakhtakan. Takhta itu menjadi kosong 1941 ekoran kemangkatan anakanda Sisowath iaitu Monivong, Sisowath, bahkan Perancis mengetepikan anakanda Monivong iaitu Monireth kerana bimbang beliau berfikiran terlalu bebas. Sebaliknya yang ditakhtakan adalah Norodom Sihanouk, iaitu cucunda sebelah ibu kepada Raja Sisowath. Pihak Perancis menyangka bahawa Sihanouk yang muda itu senang dikawal.[24] Namun tekaan mereka meleset, maka Kemboja di bawah pemerintahan Raja Norodom Sihanouk merdeka dari Perancis pada 9 November 1953.[24]