France 3 Cinéma est une branche de production spécifique au sein de France Télévisions (dont fait partie France 3) dédiée à la coproduction de films de cinéma.

France 3 Cinéma est directement impliquée dans la coproduction de longs métrages destinés à une sortie en salles de cinéma. Cette entité joue un rôle actif dans le financement et le soutien à la production de films, souvent en partenariat avec d'autres producteurs et institutions. France 3 Cinéma coproduits plusieurs films d'animation.

Kirikou et la Sorcière (1998), de Michel Ocelot, est adapté d'un conte africain. Le film raconte les aventures d’un garçon minuscule, mais à l'intelligence et à la générosité hors du commun, dans sa lutte contre la sorcière Karaba, qui tyrannise les habitants de son village. L’œuvre remporte un succès critique et commercial inattendu.

L’Enfant qui voulait être un ours (2002), de Jannick Astrup, coproduit avec le studio Les Armateurs, raconte l’histoire d’un enfant inuit enlevé et élevé par des ours. Le film à la particularité d’utiliser la technique du dessin animé sur cellulo avec des décors peints à l'aquarelle.

Les Triplettes de Belleville (2003), réalisé par l’innovant Sylvain Chomet, propose un nouveau regard sur l’animation, avec un style graphique des plus charmants.

Michel Ocelot poursuit les aventures de Kirikou dans Kirikou et les Bêtes sauvages (2005), construit sur le même principe que le premier film.

Azur et Asmar (2006), quatrième long métrage de Michel Ocelot, nous emmène en Europe médiévale et s'attache à parler de tolérance aux enfants. Le film est un succès critique et commercial.

U (2006), de Serge Élissalde et Grégoire Solotareff, une comédie sentimentale employant la technique du dessin animé avec des décors à l’aquarelle.

Piccolo, Saxo et Cie (2006), de Marco Villamizar et Éric Gutierezest, est un conte musical pédagogique.

Persepolis (2007), de Vincent Paronnaud et Marjane Satrapi, inspiré de la bande dessinée autobiographique éponyme.

La Reine Soleil (2007), de Philippe Leclerc, est une libre adaptation du roman éponyme de Christian Jacq.

Dans Mia et le Migou (2008), de Jacques-Rémy Girerd, une fillette de dix ans abandonne son village natal pour partir à la recherche de son père. Son voyage la conduit à faire l’extraordinaire rencontre des Migous, des créatures qui habitent dans une vallée isolée.

La Véritable Histoire du Chat Botté (2009), de Jérôme Deschamps, Pascal Hérold et Macha Makeïeff, une adaptation très libre du conte franco-italien.

L’illusionniste, sorti en 2010, et réalisé par Sylvain Chomet., raconte l'histoire d'un vieil illusionniste se considérant comme un artiste en voie de disparition. Le film remporte le César du meilleur film d'animation en 2011.

Une vie de chat (2010), d’Alain Gagnol et Jean-Loup Felicioli, est inspiré du genre polar pour une enquête sur des cambriolages nocturnes à Paris.

Le Chat du Rabbin (2011), de Joann Sfar et Antoine Delesvaux, qui a obtenu le Cristal du long métrage lors du festival d'Annecy 2011.
 

Dans Un monstre à Paris (2011), de Bibo Bergeron, un monstre, qui sème la panique dans le Paris inondé de 1910 se lie d’amitié avec la star de Montmartre.

Titeuf, le film (2011), de Zep, est adapté des bandes dessinées et de la série animée Titeuf.

Le Tableau (2011), réalisé par Jean-François Laguionie, mélange l’animation et les prises de vues réelles pour donner vie aux personnages peints d'un tableau inachevé à la recherche de leur créateur.

Kirikou et les Hommes et les Femmes (2012), et le troisième film de Michel Ocelot mettant en scène l’enfant minuscule. Contrairement aux deux autres films, celui-ci emploi l’animation 3D a rendu 2D pour un résultat en demi-teinte.

Zarafa (2012), de Rémi Bezançon et Jean-Christophe Lie, est librement inspirée de l'histoire de la girafe offerte à Charles X par Méhémet Ali en 1827.

Dans Couleur de peau : miel (2012), Jung Sik-Jun, le réalisateur, raconte sa quête d’identité dans son pays d’origine, ponctué de souvenirs d’enfance dans sa famille d’adoption.

Jack et la mécanique du cœur (2013), de Mathias Malzieu et Stéphane Berla, est un film d’animation musical inspiré du livre éponyme.

Tante Hilda ! (2013), de Jacques-Rémy Girerd et Benoît Chieux, est une comédie aux thèmes écologiques.

Loulou, l'incroyable secret (2013), d’Éric Omond, remet en scène des personnages du film Loulou et autres loups. Le film obtient le César du meilleur film d’animation en 2014.

Oggy et les cafards, le film (2013), d’Olivier Jean-Marie, basé sur la série télévisée éponyme.

108 Rois-Démons (2015), de Pascal Morelli, un film d'aventure ayant pour cadre la Chine médiévale.

Phantom Boy (2015), d’Alain Gagnol et Jean-Loup Felicioli, est un film mêlant les genres policier et fantastique employant les techniques du dessin animé.

Adama (2015), de Simon Rouby, est un conte initiatique relatant le pasage à l'âge adulte d'un garçon ouest-africain.

Dofus, livre 1 : Julith (2016), réalisé par Anthony Roux et Jean-Jacques Denis. Le film connaît un succès moyen, malgré un résultat très abouti.

Ma vie de Courgette (2016), de Claude Barras, met à l'honneur la technique de l’animation de pâte à modeler. Le film est largement récompensé.

Tout en haut du monde (2016), de Rémi Chayé, est un dessin animé en aplats de couleurs relatant l'aventure d'une jeune fille russe qui part à la recherche de son grand-père disparu pendant une expédition vers le pôle Nord à la fin du XIXe siècle.

Zombillénium (2017), réalisé par Arthur de Pins et Alexis Ducord, est une adaptation de la bande dessinée du même nom.

Croc-Blanc (2018), d’Alexandre Espigares, est un film franco-luxembourgeois, adapté du roman éponyme de l'écrivain américain Jack London.

Minuscule 2: Les Mandibules du bout du monde (2019), toujours réalisé par Hélène Giraud et Thomas Szabo, est construit sur le même principe que le film précédent.

Terra Willy, planète inconnue, d’Eric Tosti, raconte l’aventure d’un enfant qui doit survivre sur une planète hostile.

Dans La fameuse invasion des ours en Sicile (2019), de Lorenzo Mattotti, l'ourson Tonio, fils du roi Léonce, est enlevé par des chasseurs, raison pour laquelle les ours décident de quitter leurs montagnes pour envahir la Sicile.

Dans SamSam (2019), de Tanguy de Kermel, le plus petit des grands héros part à la recherche de son pouvoir caché.

Calamity, une enfance de Martha Jane Cannary (2020), de Rémi Chayé, est inspiré de l'enfance de Calamity Jane, célèbre personnalité de la conquête de l'Ouest.

Yakari - La Grande Aventure (2020), de Xavier Giacometti et Toby Genkel, est adapté de la bande dessinée Yakari.

Petit vampire (2020), de Joann Sfar, est une adaptation cinématographique des bandes dessinées éponymes.

Josep (2020), de Aurel, relate la vie du dessinateur et homme politique Josep Bartolí au temps de la guerre civile espagnole, puis de la Seconde Guerre mondiale.

Le Tour du monde en 80 Jours (2021), de Samuel Tourneux, est inspiré de l’œuvre éponyme de Jules Verne.

Le Sommet des Dieux (2021), de Patrick Imbert, est une coproduction avec le studio Mélusine Productions. Adapté du roman du même titre, l'oeuvre raconte l'histoire d'un reporter japonais partant à la recherche d'un alpiniste que l'on pensait disparu.

Pil (2021), de Julien Fournet, plonge une petite orpheline vivant dans la cité médiévale de Roc-en-Brume dans une quête folle et délirante.

Princesse Dragon (2021), de Jean-Jacques Denis et Anthony Roux, raconte l’histoire d’une petite fille élevée par un puissant dragon, contrainte de se lancer dans un voyage à la découverte du monde des hommes.

Pattie et la colère de Poséidon (2022), de David Alaux, qui s'inspire de la mythologie grecque.

Dans Ernest et Célestine : Le Voyage en Charabie (2022), de Julien Chleng et Jean-Christophe Roger, les inséparables Ernest et Célestine nous offrent une deuxième grande aventure pleine de malice, de drôlerie, de poésie et d’intelligence.

Mars Express (2023), de Jérémie Périn, un film français de science-fiction dont l'histoire se déroule en l'an 2200 et aborde le sujet de la vie humaine sur Mars alors que celle sur Terre se détériore.

Les As de la jungle - Opération Tour du monde (2023), de Laurent Bru, Yannick Moulin et Benoît Somville, les héros animaux vont devoir parcourir le monde à la recherche d’un antidote, loin de leur jungle.

Linda veut du poulet ! (2023), de Sébastien Laudenbach et Chiara Malta, nous dépeint la drôle d’épopée d’une mère et sa fille, que le deuil a éloignées, et qui vont se rapprocher dans une folle quête autour d’une volaille.