巴黎恐襲事發三日，法國政府已經從速作出回應，並在當地時間15日晚上，於阿聯酋及約旦的空軍基地調派12架戰機前往敘利亞，轟炸伊斯蘭國位處於拉卡的據點。

在這次的行動當中，據報伊斯蘭國的指揮中心、招募中心、彈藥庫、訓練營都已經被戰機所投放的20枚砲彈炸毀。而法國國防部的發言人更形容，這次的反擊是該國有史以來，對敘利亞進行的最大規模襲擊。

在境外發動攻擊的同時，法國警方亦在本土繼續調查發動襲擊者的身分。除了在日前於一名兇徒屍體旁邊發現一本敘利亞護照，鑑定護照持有人在上月3日以難民身分進出歐洲多國外，當地警方亦再發現新線索，辨認出其中兩名自殺式襲擊兇徒為定居比利時的法國籍男子。

據外國媒體報導，法國警方是憑二人的指紋確認出這兩名分別20及31歲的法國籍男子在13日當晚，曾在法國國家球場及11區酒吧發動自殺式炸彈襲擊。

更甚的是在確認其中兩名施襲者身分的同日，法國警方亦發出了通緝令，表明現正追捕一名涉嫌與巴黎恐襲案有關，名叫薩拉赫（Abdeslam Salah），並在比利時布魯塞爾出生的26歲男子。