ב-14 במאי 1960 פרץ משבר בין המדינות, לאחר ששר החוץ הצרפתי הודיע כי ממשלת צרפת החליטה שלא לספק אורניום לכור האטומי בדימונה. בעקבות זאת, ביקשה ישראל פגישה בין ראש ממשלת ישראל דוד בן-גוריון לנשיא דה-גול. ב-13 ביוני התקבל בן-גוריון בשדה התעופה בפריז בנגינת "התקווה". ב-14 ביוני נערכה עבורו קבלת פנים מפוארת בארמון האליזה. היה זה ביקור רשמי ראשון של מדינאי ישראלי בצרפת. בחילופי הברכות לאחר הסעודה, אמר דה-גול כי "בן-גוריון הוא מדינאי עולמי המסמל באישיותו את תחייתה המופלאה...של ישראל". בן-גוריון השיב בעברית כי "דה-גול הוא המדינאי הגדול ביותר בימינו". בפגישה האישית שנערכה לאחר מכן, הבטיח דה-גול כי צרפת לא תיתן להשמיד את ישראל. בן-גוריון הגיע למסקנה שפינוי אלג'יריה יחבל בידידות בין צרפת וישראל, ולכן הציג בפני דה-גול את תוכניתו לפתרון בעיית אלג'יריה באמצעות חלוקה והעברת מיליון צרפתים לאלג'יריה. אולם תוכניתו לא שכנעה איש מאנשי הממשל הצרפתי ודה-גול הגיב: "אתה מנסה להקים ישראל חדשה באפריקה!". בשל התארכות הפגישה, הזמין דה-גול את בן-גוריון לפגישה נוספת. ב-17 ביוני נפגשו שוב ובן-גוריון הבטיח כי אין בכוונת ישראל לבנות נשק גרעיני בכור המוקם בדימונה. דה-גול הבטיח לו שצרפת תגן על ישראל ושישראל תקבל את "המטוסים הטובים ביותר" של צרפת. בעקבות הפגנת התמיכה של דה-גול בישראל, התיישרו הפקידות האזרחית והצבאית בצרפת בהתאם לקו של הנשיא. בין דה-גול ובן-גוריון נוצרה ידידות אישית.
ב-1959 הציע שמעון פרס לז'אק סוסטל, שר המושבות הצרפתי באותה תקופה, את החכרת גיאנה הצרפתית לישראל תמורת שני מיליון דולר על מנת שתשמש לה כמושבה. סוסטל הסכים. פרס הצליח לשכנע בעניין זה את הלל דן והם שיגרו משלחת של שבעה אנשים לתור את הארץ הזו. המשלחת חזרה עם דו"ח מפורט וסרט של הביקור. פנחס ספיר התנגד לכך באמרו כי "זה אסון, קולוניאליזם, אימפריאליזם שימיט שואה באפריקה והתנגדות בדרום אמריקה". גם דוד בן-גוריון השתכנע שאין לישראל מה לחפש בג'ונגלים של גיאנה. ההצעה נדחתה על ידי הממשלה בישראל. גולדה מאיר התנגדה והודיעה שהדבר יקום על גופתה המתה, אך פרס טען לטובת הרעיון.
לפי יובל נאמן, גורמים בכירים בצבא צרפת תכננו להתנקש בדה-גול כדי לסכל את פינוי אלג'יר. הם פנו לישראל בבקשת סיוע להתנקשות בדה-גול, והציעו בתמורה אספקה אדירה של כלי נשק מצרפת לישראל. בן-גוריון, ראש ממשלת ישראל הורה להעביר בדחיפות את האזהרה לדה-גול, וחייו של דה-גול ניצלו. נשיא צרפת הודה מאוד לבן-גוריון, אך להערכת נאמן הרגיש מושפל מאוד שישראל הייתה צריכה לחוש לעזרתו.
ב-1961 רכשה ישראל מצרפת מטוסי מיראז', אשר הפכו למטוסי הקרב העיקריים של ישראל בשנות ה-60.
במרץ 1962 חתם נשיא צרפת, שארל דה גול, על הסכמי אוויאן אשר הורו על נסיגת הצבא הצרפתי והענקת עצמאות לאלג'יריה. בכך הוסר המכשול העיקרי שמנע מצרפת לפתח קשרים כלכליים ודיפלומטיים עם העולם הערבי. בשנים הבאות הציג נשיא צרפת את עקרון "היחסים המקבילים" שמשמעותו המשך יחסים טובים עם ישראל ללא התערבות מדינות ערב ובמקביל, פיתוח קשרים בעולם הערבי ללא התערבות של מדינת ישראל.
סיום השותפות, ביקורתיות ועוינות: ממלחמת ששת הימים עד שנת 1980.
בשנת 1967, הפסיק שארל דה גול את השותפות עם ישראל באורח חד צדדי. מהלך זה היה חלק מהתקרבות צרפתית לסובייטים ומדינות ערב, במטרה לדחוק את ארצות הברית מאירופה והמזרח התיכון. בתקופת ההמתנה שלפני מלחמת ששת הימים תמך דה גול בערבים והזהיר את ישראל שאם היא תיזום מתקפה צבאית מקדימה, צרפת לא תתייצב לצידה. ישראל התאכזבה מעמדתה החדשה של צרפת, אך היא לא שינתה את החלטתה לצאת למתקפת מנע. ישראל הייתה מוכנה לצאת למבצע גם במחיר אובדן התמיכה הצרפתית.
כדי להבהיר את רצינותו והתנגדותו ל"תוקפנות הישראלית", דה גול הטיל אמברגו על משלוחי נשק לישראל. צרפת, שעד לשנת 1967 ספקית הנשק העיקרית של מדינת ישראל, סירבה למכור לה נשק ומטוסים נוספים.
לאחר המלחמה נעשה מאמץ ישראלי לביטול האמברגו בדרכים דיפלומטיות אך מאמצים אלה לא צלחו. ב-27 בנובמבר 1967 הפתיע דה גול כאשר במסיבת עיתונאים הביע עוינות כלפי ישראל וקבע בין היתר שישראל ניצלה את סגירת מצרי טיראן ל"מסע כיבושים" בכך המחיש את השינוי היסודי בגישת צרפת כלפי ישראל. בנסיבות שנוצרו, ישראל הפנתה את יהבה לכיוון ארצות הברית. נשיא ארצות הברית, לינדון ג'ונסון, הודיע שארצו תתייצב לצד ישראל במאבקה מול אויביה.
האמברגו הצרפתי על ישראל היווה סיום דרמטי של הברית בין שתי המדינות. שארל דה גול, ומשרד החוץ הצרפתי ראו את התמיכה בעולם הערבי כאינטרס לאומי של צרפת ומתוקף כך אימצו מדיניות חוץ שהתנערה מהברית עם ישראל. המדיניות הצרפתית במזרח התיכון התאפיינה ביחסים דיפלומטיים וכלכליים הולכים ומתהדקים עם מדינות העולם הערבי במקביל ליחסים הולכים ומתרופפים עם מדינת ישראל.
דעת הקהל בצרפת הייתה במשך שנים רבות אוהדת את מדינת ישראל ותומכת ביכולת שלה להיאבק על קיומה אל מול תוקפנותן העזה של מדינות ערב. בשנים 1968–1969, קיימו רבים מהציבור הצרפתי יחד עם יהודי צרפת הפגנות תמיכה פומביות בישראל. עם התבססותה של המדיניות הפרו ערבית, דעכה האהדה הציבורית כלפי ישראל, אך הקהילה היהודית בצרפת נותרה קבוצת לחץ שהייתה נכונה לצאת למאבקים ציבוריים למען ישראל.
המדיניות הצרפתית העוינת כלפי ישראל נמשכה גם לאחר פרישת דה גול, בימי ממשיכיו ז'ורז' פומפידו וולרי ז'יסקר ד'אסטן. בדצמבר 1969 ישראל עקפה את האמברגו שצרפת הטילה עליה ובמבצע חשאי העבירה ספינות טילים שרכש חיל הים הישראלי, מנמל שרבור שבצרפת לישראל. צרפת סירבה לגנות את ההתקפה המצרית שהחלה את מלחמת יום הכיפורים באוקטובר 1973 ובעקבות משבר הנפט הועמק הקשר בין צרפת לבין מדינות ערב. למורת רוחה של ישראל, צרפת אישרה לארגון לשחרור פלסטין (אש"ף) לפתוח משרד רשמי בשטחה, ערכה מפגשים פומביים בין שר החוץ הצרפתי לבין מנהיג אש"ף, יאסר ערפאת, הצביעה בעד כניסתו של נציג אש"ף כמשקיף לדיוני העצרת של האו"ם ופעלה לשכנע מדינות אירופאיות נוספות ללכת בעקבותיה. עם זאת, שרי ממשלה צרפתים קיימו בשנות ה-70 ביקורים רשמיים בישראל.
בנובמבר 1977 הורה שר הפנים להפסיק להשתמש בצרפתית כשפת התרגום בדרכונים ישראלים, בתגובה למדיניות הפרו-ערבית של צרפת.
התפתחות האיחוד האירופי בשנות ה-70 גרמה לישראל להפסיק לנהל מדיניות חוץ ישירה מול צרפת, אך ישראל המשיכה להביע דאגה מהשפעת עמדותיה הפרו-ערביות של צרפת על יתר מדינות יבשת אירופה.
ניסיונות נורמליזציה לצד אירועי משבר: השנים 1981–2004.
פרנסואה מיטראן, שנבחר לנשיא צרפת ב-10 במאי 1981 נחשב למוקיר התנ"ך וידיד היהודים וביקש לחזק את הקשר של ארצו עם ישראל. ב-3 במרץ 1982 מיטראן היה לנשיא הצרפתי הראשון שביקר במדינת ישראל. מיטראן העריך שכדי להשיג יכולת השפעה על תהליכים במזרח התיכון, עליו לחדש את הקשר הישיר עם ישראל. הוא האמין שאווירה חיובית תאפשר לו לצאת בהצהרה מדינית שתעשה חסד עם הצד הפלסטיני. בעוד שמשרד החוץ הישראלי הציב לעצמו יעד להניא את צרפת מלהיות החלוצה בקידום העניין הפלסטיני בעולם המערבי, הציג מיטראן בפני חברי הכנסת והממשלה תביעה להכיר במדינה פלסטינית עצמאית. ביקורו של מיטראן פרץ את הבידוד שישראל הייתה מצויה בו ותרם תרומה חשובה לנרמול מעמדה הבינלאומי של מדינת ישראל.
בתקופת מיטראן נוצרו חילוקי דעות קשים בין צרפת לישראל. חילוקי דעות נוצרו בעקבות מבצע אופרה שפגע בכור הגרעיני של עיראק שהיה תוצר של שיתוף פעולה עיראקי-צרפתי ועל רקע מלחמת לבנון, בה נלחמה ישראל על אדמות לבנון שהייתה בת חסות של צרפת, נגד אש"ף שהיה בעל קשרים עם צרפת. במהלך המלחמה, צרפת הגישה למועצת האו"ם יוזמת שלום שישראל שללה (שנדחתה בווטו אמריקני) ופתחה את השגרירות שלה בביירות למנהיגים הפלסטינים הנמלטים. מנגד, ראש ממשלת ישראל, מנחם בגין, שלל בפומבי את הלגיטימציה של המעורבות הצרפתית בלבנון.
למרות זאת, לא נוצר קרע בין המדינות. ערוצי התקשורת בין צרפת לבין ישראל נשארו פתוחים ומיטראן התחייב שצרפת לא תכיר באש"ף כל עוד הוא לא יכיר במדינת ישראל ולא יזנח את דרך הטרור.
ז'אק שיראק שכיהן כנשיא צרפת בשנים 1995–2007 הוביל קו של יחסים צוננים כלפי ישראל ותמיכה בהקמת מדינה פלסטינית בקווי הפסקת האש של שנת 1949. ישראל דחתה את נסיונותיה של צרפת לתווך בסכסוך הישראלי ערבי, לאור מה שישראל ראתה כחוסר הנייטרליות של צרפת. עם זאת, בשנת 2000, ראש הממשלה הצרפתי, ליונל ז'וספן, ביקר בישראל ותיאר את ארגון חזבאללה כארגון טרור.
משנת 2004.
באוקטובר 2004 ביקר בישראל שר החוץ של צרפת, מישל ברנייה, וראש ממשלת ישראל אריאל שרון הביע את התקווה שקידום היחסים בין המדינות לא יותנה בהתקדמות התהליך המדיני בין ישראל לפלסטינים. לאחר מותו של ערפאת ב-11 בנובמבר 2004 והכרזתו של ראש הממשלה אריאל שרון על תוכנית ההתנתקות של ישראל מעזה, החלה התחממות ביחסים בין ישראל לבין צרפת.
ביולי 2005, שבועות ספורים לפני ביצוע ההתנתקות, שרון הוזמן לביקור רשמי בפריז והתקבל בכבוד גדול. השיפור בהידברות בין ישראל לבין צרפת בא לידי ביטוי בקיץ 2006 בעת גיבוש החלטת האו"ם על הפסקת אש במלחמת לבנון השנייה. ההחלטה הייתה תוצר של שיתוף פעולה אמריקני-צרפתי שאותה קיבלה ישראל. כמו כן, צרפת תבעה מהממשלה הפלסטינית בראשות חמאס להכיר בישראל ולזנוח את הטרור.