また空軍も創設されず、陸軍の補助的存在に過ぎなかった。ペタンは配備された飛行機も、乱立する航空機メーカーが多種多様な航空機をそれぞれ生産していたため機種の統一が図れなかった。

海軍は新型戦艦（ダンケルク級戦艦・リシュリュー級戦艦）や多数の有力な艦艇、航空母艦も保有していたが、作戦海域を地中海に主眼を置いていた上、ナチス・ドイツの侵攻では陸戦が主体であったためさしたる行動も取れぬまま降伏を迎えた。

兵員面でもナポレオン戦争以来の兵員不足を補うため、植民地から徴用された兵士が多かった。また通信分野での理解も遅れており、すでに無線通信やテレタイプなどを採用していたドイツに対し、フランス軍は自動車やオートバイによる伝令、伝書鳩を主軸にしており、迅速な命令を下すことはできなかった。

このような状況で1940年フランスはナチス・ドイツの侵攻に直面した。フランス軍は敗退を重ね、一ヶ月足らずでフランスは降伏する。

降伏後、フランス軍はナチス傀儡のヴィシー政権軍と、ダイナモ作戦などによって亡命した自由フランス軍に分かれた。一部の海軍の艦艇はイギリス軍と戦火を交えたほか（メルセルケビール海戦）、1942年にドイツの接収を防ぐため、1942年に自沈している。その後、ヴィシー政権は中立を標榜したために表向きには戦闘を行わなかった。しかし植民地軍の一部は連合国軍と戦っている。

1942年、トーチ作戦により北アフリカのヴィシー政権軍は連合国軍と戦火を交えたが、フランソワ・ダルラン提督が降伏したため戦いは短期間で終わった。北フランスのヴィシー軍は自由フランス軍に合流したが、ヴィシーフランス本土はドイツ軍に占領された。その後、自由フランス軍は連合軍の一員としてノルマンディー上陸以降の反攻作戦で活躍し、パリ解放なども果たした。
第二次世界大戦後のフランス軍「第一次インドシナ戦争」、「アルジェリア戦争」、および「将軍達の反乱」も参照

第二次世界大戦が終結すると、フランスは戦勝国としてアメリカやイギリスなどと共に資本主義国として冷戦を迎え、NATOに加盟し欧州の重要な軍事力として存在するようになる。

一方で、植民地内での独立の気運の高まりを押さえ込むために軍事力を行使することもあり、インドシナ戦争では近代的な兵力を投入したにも拘らず敗退してしまった。この他にも、アルジェリア戦争など植民地に於ける戦争の続発や、フランスの植民地政策について民族自決容認（アルジェリア独立容認）へ転換を進めたフランス第四共和政政府に対する政府転覆も視野に入れた軍事行動（アルジェリア駐留軍によるド・ゴール将軍政界復帰要求。アルジェ駐屯落下傘部隊のコルシカ島不法進軍・占拠、及びフランス本土・首都パリへの逆侵攻示唆。これらの一連の動きにフランス軍中枢部も支持・呼応を伺わせた）など著しいシビリアン・コントロール喪失状態・関東軍化暴走状態を見せるが、担ぎ出した当のド・ゴール将軍（および新たに成立したフランス第五共和政）が決起部隊・決起部隊支持軍組織の意図に反し、（国内世論と自身の国民的人気を強力な支持基盤に）アルジェリア独立政策支持を表明。大幅に強化された大統領執行権をもって、巧妙・迅速に法整備や軍部人事介入・組織改革を推し進めた事が功を奏しアルジェリア独立を達成。主要植民地を放棄した事で、海外での軍事介入は激減していく。

また、エジプトのナセル大統領のスエズ運河国有化に端を発した第二次中東戦争には、イギリス、イスラエルと共に参戦したが、アメリカの圧力や国際社会の非難もあり撤退した。

これ以降、フランスはアメリカに頼らない独自路線を歩む様になり、NATOの軍事機構から脱退（事務レベルでは参加している）し独自の核戦力も保有、強化するようになる。フランス軍は国際平和活動などにも重点を置いていた他、脱退したとはいえNATOとの一定のパートナーシップを保持し続けた。