De wijze waarop de Franse overheersing in Algerije tot stand kwam in de jaren 1830-47 legde de basis voor een bestuurspatroon dat Frans Algerije zou handhaven tot aan de onafhankelijkheid. Het werd gekenmerkt door een traditie van geweld en wederzijds onbegrip tussen de heersers en de geregeerden; de Franse politicus en historicus Alexis de Tocqueville schreef dat de kolonisatie de moslimmaatschappij barbaarser had gemaakt dan voor de komst van de Fransen. Er was een relatieve afwezigheid van gevestigde inheemse bemiddelaars tussen de Franse heersers en de massa bevolking, en een steeds groeiende Franse kolonistenbevolking (de colons, ook bekend als pieds noirs) eiste de privileges van een heersende minderheid in de naam van de Franse democratie. Toen Algerije uiteindelijk juridisch een deel van Frankrijk werd, vergrootte dat alleen maar de macht van de kolonisten, die afgevaardigden naar het Franse parlement stuurden. Vanaf het einde van de 19e eeuw tot aan het einde van de Franse overheersing maakten zij ongeveer een tiende van de totale bevolking uit.
De koloniale overheersing van Algerije werd echter pas veilig gesteld na de val van Napoleon III in 1870 en de opkomst van de Derde Republiek in Frankrijk. Tot die tijd bleef Algerije grotendeels onder militair bestuur en de gouverneur-generaal van Algerije was tot de jaren 1880 bijna altijd een militair. De meeste Algerijnen, met uitzondering van de koloniën, werden bestuurd door militaire officieren die georganiseerd waren in Arabische Bureaus, waarvan de leden officieren waren met een grondige kennis van plaatselijke aangelegenheden en van de taal van het volk, maar zonder directe financiële belangen in de kolonie. De officieren sympathiseerden dan ook vaak meer met de opvattingen van het volk dat zij bestuurden dan met de eisen van de Europese kolonisten. De paradox van Frans Algerije was dat een despotisch en militair bewind de inheemse Algerijnen een betere situatie bood dan een burgerlijk en democratisch bewind.
Een grootschalig programma van confiscatie van bebouwbare grond, nadat het verzet was neergeslagen, maakte de kolonisatie mogelijk. De kolonisatie was van gemengde Europese oorsprong – hoofdzakelijk Spaans in en rond Oran en Frans, Italiaans en Maltees in het centrum en het oosten. De aanwezigheid van de niet-Franse kolonisten werd officieel geruime tijd met verontrusting gadegeslagen, maar de invloed van het Franse onderwijs, de islamitische omgeving en het Algerijnse klimaat deden bij de niet-Fransen uiteindelijk een Europees-Algerijns subnationaal sentiment ontstaan. Dit zou waarschijnlijk op den duur hebben geleid tot een beweging voor de oprichting van een onafhankelijke staat, als Algerije verder van Parijs had gelegen en als de kolonisten niet hadden gevreesd voor de potentiële kracht van de moslimmeerderheid.
Na de omverwerping van het regime van Louis-Philippe in 1848 slaagden de kolonisten erin het gebied tot Frans grondgebied te laten verklaren; de voormalige Turkse provincies werden omgevormd tot departementen naar Frans model, terwijl de kolonisatie met hernieuwde energie voortschreed. Bij de oprichting van het Franse Tweede Keizerrijk in 1852 werd de verantwoordelijkheid voor Algerije van Algiers overgeheveld naar een minister in Parijs, maar de keizer, Napoleon III, maakte deze beslissing spoedig ongedaan. Hoewel hij de hoop uitsprak dat een toenemend aantal kolonisten Algerije voor altijd Frans zou houden, verklaarde hij ook dat Frankrijk’s eerste plicht de drie miljoen Arabieren was. Met grote nauwkeurigheid verklaarde hij dat Algerije “geen Franse provincie was, maar een Arabisch land, een Europese kolonie en een Frans kamp”. Deze houding wekte bij de Algerijnen een zekere hoop, die echter door de ondergang van de keizer in 1870 de bodem werd ingeslagen. Na de nederlaag van Frankrijk in de Frans-Duitse oorlog voelden de kolonisten dat zij eindelijk meer land konden veroveren. Hierdoor en door jaren van droogte en hongersnood verenigden de Algerijnen zich in 1871 onder Muḥammad al-Muqrānī in de laatste grote opstand van Kabylië. De brutale onderdrukking ervan door de Franse strijdkrachten werd gevolgd door de toe-eigening van een ander groot deel van het grondgebied, dat land verschafte aan Europese vluchtelingen uit de Elzas. De Fransen verwierven ook veel land via mazen in de wetgeving die oorspronkelijk bedoeld was om het eigendom van de stammen te beschermen. Een van deze mazen is de sénatus-consulte van 1863, die inheems grondgebied opdeelde en kolonisten in staat stelde om uitgestrekte gebieden te verwerven die voorheen beschermd waren door het inheemse recht. Na het verlies van dit gebied trokken Algerijnse boeren naar marginale gebieden en in de nabijheid van bossen; hun aanwezigheid in deze gebieden bracht de wijdverbreide aantasting van het milieu op gang die Algerije sindsdien heeft getroffen.
Het is moeilijk om de verliezen die de Algerijnen tijdens de eerste jaren van de Franse bezetting hebben geleden, in menselijke termen te meten. De schattingen van het aantal doden als gevolg van ziekte, honger en oorlogsgeweld in de eerste jaren van de kolonisatie lopen sterk uiteen, maar de betrouwbaarste schattingen geven aan dat de inheemse bevolking van Algerije in de jaren tussen de Franse invasie en het einde van de gevechten halverwege de jaren 1870 met bijna een derde afnam.
Geleidelijk aan vestigde de Europese bevolking een bijna totale politieke, economische en sociale heerschappij over het land en zijn inheemse bewoners. Tegelijkertijd kwamen nieuwe communicatielijnen, ziekenhuizen en medische diensten, en onderwijsfaciliteiten op grotere schaal beschikbaar voor Europeanen, hoewel deze in beperkte mate – en in de Franse taal – aan Algerijnen werden verstrekt. De kolonisten bezaten de meeste westerse woningen, boerderijen in westerse stijl, bedrijven en werkplaatsen. Algerijnen konden alleen basisonderwijs volgen, en dan nog alleen in de steden, en er waren weinig vooruitzichten op hoger onderwijs. Omdat de werkgelegenheid vooral in de steden geconcentreerd was, werden de moslims, die vooral op het platteland en in de halfstedelijke gebieden woonden, onevenredig getroffen door werkloosheid en chronische werkloosheid.
Voor de Algerijnen was de dienst in het Franse leger en in de Franse fabrieken tijdens de Eerste Wereldoorlog een ervaring die hen de ogen deed openen. Ongeveer 200.000 vochten tijdens de oorlog voor Frankrijk, en meer dan een derde van de mannelijke Algerijnen tussen 20 en 40 jaar verbleef in die tijd in Frankrijk. Toen de vrede terugkeerde, bleven zo’n 70.000 Algerijnen in Frankrijk en zij konden, door sober te leven, vele duizenden van hun familieleden in Algerije onderhouden.