La première attaque terroriste a lieu aux abords du Stade de France à Saint-Denis où se déroule un match amical de football opposant la France à l'Allemagne. A 21h20, la première explosion retentit suivie d’une deuxième quelques minutes plus tard. Ces explosions sont entendues par les supporters, les joueurs, les téléspectateurs mais sont prises pour des bruits de gros pétards. Le Président de la République, François Hollande, assistant au match est averti qu’il ne s’agit pas d’explosions accidentelles et est alors évacué du stade. En réalité, ces explosions sont le fait de deux kamikazes ayant déclenché leurs ceintures piégées. Ces deux kamikazes ont été refoulés par les membres de la sécurité car ils n’avaient pas de billet. Une troisième explosion de même type retentit vers 21h50 devant un établissement de restauration rapide. Le match n’a pas été interrompu afin d’éviter un mouvement de panique. Tout le stade est prévenu des évènements à la fin du match. Ces trois explosions ont fait 4 morts, dont 3 kamikazes, ainsi que 11 blessés graves. Malgré ce bilan, Thierry Braillard dit que cette attaque est un échec car les kamikazes auraient voulu pénétrer dans l’enceinte du Stade de France, ce qu’ils n’ont pu faire.
Quelques minutes après la première explosion, plusieurs hommes armés de kalachnikovs ouvrent le feu sur le bistrot Le Carillon, rue Alibert, ainsi que sur le restaurant d’en face Le Petit Cambodge, rue Bichat. En une demi-heure, les terroristes ouvrent également le feu rue de la Fontaine au Roi, rue Charonne, boulevard Voltaire. Ces fusillades font 37 morts.
A 21h40, trois terroristes entrent au Bataclan, où le groupe de rock The Eagles of Death Metal était en concert, et font une prise d’otages. Alors que les assaillants ouvrent le feu sur les spectateurs, certains arrivent à prendre la fuite. Plusieurs minutes après, la BRI (Brigade Rapide d’Intervention) et le RAID (Recherche Assistance Intervention Dissuasion) lancent l’assaut et découvrent alors une scène d’horreur. Leur intervention s’est terminée vers 1h du matin, le bilan est lourd : 89 morts et de très nombreux blessés.