После смерти в I860 г. Анг Дуонга на престоле оказался один из его сыновей — Нородом, правивший вплоть до своей смерти в 1904 г. На годы его правления пришлось превращение Камбоджи в протекторат Франции и окончательная потеря Сиамом своих позиций в этой стране. В период 1861-1891 гг. один из сыновей Анг Дуонга, Си Ватха, организовал крупные волнения крестьян с целью добиться собственного восхождения на престол вместо Нородома, но эти попытки закончились неудачей.
Вмешательство Франции в дела Камбоджи началось после заключения в 1862 г. договора с Вьетнамом. В начале августа 1863 г. французскому представителю Ла Грандьеру удалось убедить Нородома согласиться на протекторат, и вскоре был подписан франко-камбоджийский договор о протекторате, хотя в тот момент он не был официально опубликован.
Согласно этому договору французский император Наполеон ПI принимал Камбоджу под свой протекторат. Франция получала право назначать туда своего представителя. Ни один представитель иностранного государства не имел права находиться на территории Камбоджи без согласия губернатора Южного Вьетнама и правительства Камбоджи. Порты страны открывались для торговли с французами, которые получали право свободно передвигаться и торговать на всей территории Камбоджи. Судопроизводство в отношении камбоджийцев оставалось в компетенции кхмерских судебных органов. В случае конфликта между французским и камбоджийским подданными, дело должно было передаваться на рассмотрение французского судьи при наблюдении камбоджийского чиновника. Устанавливалась свобода деятельности для католических миссионеров на всей территории Камбоджи. Франция также принимала на себя обязательства поддерживать в Камбодже законность, осуществлять ее внешнюю защиту и решение ряда других вопросов. Несмотря на настойчивые просьбы французского представителя, в договор не было включено положение о предоставлении французским подданным право купли-продажи земли в Камбодже.
Франко-камбоджийский договор 1863 г. вызвал волну недовольства в кхмерском обществе, выразившегося в том числе в народных выступлениях под руководством Суа в 1864-1866 гг. и По Камбау в 1865—1867 гг. на юге страны.
По мере того как Франция завоевывала Южный Вьетнам, Камбоджа стала занимать все более значительное место в замыслах французских колонизаторов. Контроль над Камбоджей увеличивал экономическое значение южновьетнамских провинций, а также создавал благоприятные условия для дальнейшей колонизации региона. Кроме того, Франция таким образом действий могла ограничить намерение Сиама, в значительной степени подконтрольного Великобритании, в его дальнейших попытках захвата камбоджийских земель.
Французские представители провели встречу с Нородо-мом, который заверил их в своем дружеском расположении. Нородом видел важность французского фактора, так как Франция теперь контролировала его недавнего сюзерена и без ее поддержки могла вновь обостриться сиамская угроза Камбодже. Таким образом, из двух возможных зол — подчиняться Сиаму или Франции — он выбрал, по его мнению, меньшее.
В течение 1864-1867 гг. шли переговоры между Францией и Сиамом, которые завершились соглашением о разделе Камбоджи. В ходе этих переговоров выявились серьезные разногласия в руководящих кругах Франции по вопросу о дальнейших действиях в Индокитае. В конечном итоге победила точка зрения, представители которой считали необходимым добиться отказа Сиама от претензий на Камбоджу даже ценой каких-либо уступок этой стране. Сиам в ходе переговоров с Францией добивался присоединения к себе камбоджийских провинций Батамбанг и Ангкор (Сиемреап), что и было достигнуто.
По условиям франко-сиамского договора 1867 г. камбоджийско-сиамский договор 1863 г. аннулировался. Права Франции на протекторат над Камбоджей были официально, признаны Сиамом. Фактически это был раздел территории Камбоджи между Францией и Сиамом.
Важным этапом на пути дальнейшего укрепления французских позиций в Камбодже стали двусторонние договоры 1882 и 1884 гг. Если первый из них всего лишь ограничивал ввоз оружия в Камбоджу через Сайгон, то второй фактически лишал Камбоджу суверенитета.
Камбоджийский монарх заранее одобрял все практические действия, которые французская администрация захочет провести на территории Камбоджи. Камбоджийские административные органы попадали под полный контроль французских колониальных властей, которые также получали права на установление и порядок взимания налогов, таможенных пошлин, организации общественных работ и др. Французские резиденты назначались в камбоджийские провинции, подчиняясь генеральному резиденту, ответственного лишь перед губернатором Кохинхины. Резидент имел право свободного доступа к камбоджийскому монарху, для которого французами устанавливался бюджет содержания.