Colombiansk ledare Juan Manuel Santos och Farc rebell befälhavare kallas Timochenko undertecknade avtalet i en känslomässig ceremoni på måndag kväll.
"Jag skulle vilja be om förlåtelse för all smärta som vi kan ha orsakat under detta krig", sade han.
Gästerna vid ceremonin i Cartagena jublade när Timochenko bad om ursäkt.
Några skrek: "Ja, det kan vi!" medan Farc-medlemmar och statschefer från Latinamerika reste sig upp på scenen och applåderade.
Ceremonin som markerar slutet på 52 års väpnad konflikt sändes live och visades på jätteskärmar i huvudstaden Bogota och andra stora städer.
Farcrebeller samlades också i ett antal läger efter sändningen.
Det fanns så mycket symbolik i denna historiska signering - en penna gjord av en kula för att underteckna fredsavtalet, sången av Beethovens Ode till Joy, alla klädda i vitt.
President Santos sade att detta historiska ögonblick var ett budskap från Colombia till världen: inget mer krig. "Inget mer krig," publiken skanderade i gengäld.
Detta var första gången Timochenko talade till nationen live på TV. Han lovade att Farc skulle ge upp sina vapen, och mer än så bad han om förlåtelse.
Det gav honom en stående ovation. Det hade varit otänkbart för inte så länge sedan.
Men efter 50 år av krig är många colombianer fortfarande inte redo att förlåta. Som president Santos uttryckte det ligger det hårda arbetet med att bygga fred nu framför oss.
Enligt avtalet kommer Farc nu att bli ett politiskt parti.
Rebellerna kommer att delta i parlamentsvalen 2018 och – som en del av fredsavtalet – garanteras de minst 10 platser i kongressen under sina första två mandatperioder.
President Santos riktade sig direkt till Farc-rebellerna och lovordade deras beslut att lägga ner vapnen.
"Swapping kulor för röster och vapen för idéer är den modigaste och mest intelligenta beslut som någon rebellgrupp kunde ta," sade han.
"När ni börjar er återgång till samhället (...) som statschef för det hemland som vi alla älskar välkomnar jag er till demokrati."
Timochenko sa att rebellerna inte skulle ta till vapen längre.
"Kriget är över, vi börjar bygga fred", sade han innan hans tal avbröts av ljudet av colombianska flygplan som flyger över platsen.
När Timochenko såg upp förbluffad, förvandlades hans oroliga uttryck till ett leende och han skämtade: "Den här gången kom de för att visa sin respekt för freden och inte släppa bomber."
Ett antal Farc-ledare, sådana Raul Reyes och Mono Jojoy, dödades i bombräder under det senaste årtiondet.
Fredsavtalet nåddes efter fyra års formella fredsförhandlingar i den kubanska huvudstaden Havanna, som föregicks av två års hemliga samtal.
Men innan den kan träda i kraft måste den godkännas av colombianerna i en offentlig omröstning som är planerad till söndag.
Undersökningar nyligen tyder på att en majoritet av colombianerna stöder avtalet, men det har funnits ett starkt motstånd mot avtalet.
De i "nej"-lägret, som leds av f.d. president Alvaro Uribe, säger att de inte litar på att Farc håller sina löften.
De är också arga över att Farcs ledare kommer in i kongressen utan att sitta i fängelse för brott som begåtts under konflikten.
President Santos har betonat att det inte finns någon "plan B". Han sade att om det colombianska folket skulle förkasta fredsavtalet skulle landet ställas inför fler konflikter.
1964: Upprättad som kommunistpartiets väpnade flygel
2002: På sin höjd hade den en armé på 20.000 soldater som kontrollerade upp till en tredjedel av landet. Senator Ingrid Betancourt kidnappades och hölls i sex år tillsammans med 14 andra gisslan
2008: Farcen drabbas av en rad nederlag under sitt värsta år
2012: Fredssamtal börjar i Havanna
2016: Slutgiltigt eldupphör
Full tidslinje för konflikten i Farc
Ledaren för Farcs rebellgrupp har bett om ursäkt till offren för Colombias väpnade konflikt som slutade med att måndagen undertecknade ett fredsavtal.