Gunfire hördes nära bostadskvarteret i staden Toulouse, med rapporter om att polisen mött motstånd men att den misstänkte nu var död.
Belägringen av byggnaden där Mohammed Merah, 23 år, hålls gömd har varat mer än en dag.
Inrikesminister Claude Gueant hade sagt att Merah ville dö "vapen i hand" och det fanns ingen kontakt över en natt.
Det var inte säkert att han levde, sade Gueant.
Agence France-Presse citerade poliskällor som sade att officerare rörde sig steg för steg genom den platta, försiktiga av bröstfällor, och ännu fanns det inga tecken på Merah.
Gueant sade tidigare till den franska radion: " Vi har en prioritet: att ta honom levande så att han kan ge upp för att möta rättvisan. Vi hoppas att han fortfarande lever."
Men han sade att det var "sällsynt att han inte reagerade" på de explosioner som sattes igång över en natt för att skrämma Merah.
"Vi hörde två skott, vi vet inte vad de var," Mr Gueant sade.
"Trots fördubblade ansträngningar hela natten, har det inte funnits någon kontakt med honom."
Ett antal explosioner, som började sent på onsdagen, hade fått vice borgmästare Jean-Pierre Havrin att berätta för lokala medier att "förhandlingar har avslutats och överfallet har börjat".
Men källor från det franska inrikesdepartementet sade senare att detta bara var början på en operation för att sätta press på Merah.
"[Sprängningarna] var rörelser för att skrämma revolvermannen, som verkar ha ändrat sig och inte vill kapitulera", berättade inrikesministern talesman Pierre-Henry Brandet Reuters.
Merah hade gett motstridiga budskap om kapitulation.
Anti-terror chef Francois Molins hade sagt: "Han har förklarat att han inte är självmordsbenägen, han har inte en martyrs själ och han föredrar att döda men att hålla sig vid liv själv."
Tjänstemän sa att Merah var beväpnad med ett Kalashnikov gevär med hög hastighet, en mini-Uzi 9mm maskin pistol, flera pistoler och möjligen granater.
Gatubelysningen släcktes i närheten av byggnaden på onsdag kväll.
De fem våningarna har evakuerats, och polisen har också flyttat invånare från närliggande byggnader.
Polisen hade omringat Merahs byggnad efter att två officerare blev beskjutna när de försökte ta sig in i hans lägenhet tidigt på onsdagsmorgonen.
På andra håll i staden jagar polisen medbrottslingar och har gripit flera medlemmar av Merahs familj.
Molins sade i onsdags att Merah hade planerat att döda igen.
"Om han talar sanning, han skulle ha lämnat sitt hus i morse och han skulle återigen ha dödat alla soldater som han kom över," sade han.
Molins sade att den misstänkte inte hade beklagat morden, men han hade sagt att han ville döda fler människor och "föra Frankrike på knä".
Merah har sagt att han agerade för att "hämta palestinska barn".
Han påstod sig ha fått al-Qaida-utbildning i Pakistans Waziristanska område, och sade också att han hade varit i Afghanistan.
Gueant försvarade underrättelsetjänsten för att den inte förhindrade attackerna och beskrev Merah som en "len varg".
"Den inhemska underrättelsetjänsten spårar en hel del människor som är involverade i islamistisk radikalism. Att uttrycka idéer... är inte tillräckligt för att ställa någon inför rättvisa, sade Gueant.
Christian Etelin, en advokat som tidigare agerat för Merah, sade att hans klient hade våldsamma tendenser.
"Det var hans religiösa engagemang, ett ökande hat mot värderingarna i ett demokratiskt samhälle och en önskan att påtvinga vad han tror är sanning", sade Thomas Etelin.
Han förnekade också tidigare rapporter om att Merah hade fängslats för sprängladdningar i Afghanistan och sade att hans klient satt i fängelse i Frankrike för rån med våld vid den tidpunkten - från december 2007 till september 2009.
Dödandet ägde rum i och runt Toulouse i tre olika incidenter tidigare denna månad.
Den 11 mars blev en soldat skjuten och dödad i väntan på att få träffa en man om att sälja sin motorcykel.
Dagar senare blev två soldater skjutna och dödade och en tredjedel skadades medan de väntade på en bankomat.
Tidigare i veckan blev tre barn och en vuxen skjutna och dödade utanför en judisk skola.
De fyra judiska offren begravdes i en känslomässig begravning i Jerusalem på onsdag.
Även på onsdagen närvarade president Nicolas Sarkozy vid ett minnesmärke över de tre mördade soldaterna vid en militärbas i Montauban nära Toulouse.
Belägringen av en revolverman misstänkt för sju mord i södra Frankrike närmar sig sitt slut, säger polisen källor.