Héritière de la Loterie nationale française, créée en 1933, elle s'appelle successivement « Société de la Loterie nationale et du Loto national » (SLNLN) en 1979, puis « France Loto » en 1989. Ce changement de nom, cette année-là, marque aussi une profonde restructuration de l'entreprise. La participation de l'État passe de 51 à 72 %, celle des émetteurs de billets de 49 à 20 % et les salariés et les courtiers sont autorisés à entrer dans le capital à hauteur de 5 et 3 %. Le capital est augmenté de 20 à 500 millions de francs (3 à 76 millions d'euros), ce qui permet des investissements importants. Deux ans plus tard en 1991, elle change de nouveau de nom et devient « la Française des jeux ».

Le succès du Loto en 1976, grâce aux progrès de l'informatique et aux tirages télévisés a largement contribué au renouveau de l'entreprise.

Le principe de territorialité régit l'activité de la plupart des loteries dans le monde. Mais l'intégration européenne et les nouvelles technologies comme Internet modifient cette situation de monopole. La Française des Jeux se trouve ainsi concurrencée par des loteries ou sociétés de paris en ligne sur Internet. La Française des jeux a entamé une coopération avec d'autres loteries d'État européennes, lançant ainsi un jeu de tirage commun, Euro Millions, avec les loteries britannique et espagnole, rejointes en 2004 par les loteries de six autres pays : Autriche, Belgique, Irlande, Luxembourg, Portugal et Suisse.

Les missions qui sont confiées à la Française des jeux créent des devoirs en matière de gestion : la Française des jeux a contribué en 2005 pour 2 330 000 000 € aux finances publiques et à la couverture des risques à travers les prélèvements opérés sur les mises au profit de l'État, du sport ou des finances sociales.

En 2011, sa filiale LB POKER, commune avec le groupe Barrière, était déficitaire de 30 M€. À partir de 2006, FDJ développe au sein de sa politique RSE un programme de « Jeu responsable ».

Le 28 octobre 2009, la Française des jeux annonce qu'elle a décidé d'utiliser une marque commerciale plus courte « FDJ » afin de simplifier et renforcer son image, quelques mois avant l'ouverture à la concurrence du marché français des jeux d'argent en ligne. Elle dévoile également un nouveau logo pour cette marque avec un trèfle à quatre feuilles modernisé.

Tracfin, la cellule anti-blanchiment de Bercy, signalera en juin 2011 avoir reçu 300 signalements de la Française des jeux pour l'année 2010.

En juillet 2015, le Conseil d'administration de la FDJ approuve à l'unanimité le projet stratégique 2015-2020 de FDJ. Selon Stéphane Pallez, PDG du Groupe, la FDJ prévoit « plus de 400 millions d'euros d'investissements technologiques et dans son réseau physique pour accompagner les nouveaux usages digitaux de ses 27 millions de clients ». À mi-parcours, le groupe a investi près de 300 millions d’euros, sur une enveloppe de 500 millions sur la période, essentiellement en informatique et sur la numérisation du réseau. Désormais 11 % des mises sont numérisées, soit 3,5 fois plus qu’en 2014. En trois ans, les mises ont progressé de 17 % et atteignaient en 2017 15,1 milliards d’euros.

En décembre 2017, le gouvernement français fait amorcer la privatisation de la Française des jeux sous la supervision du groupe bancaire BNP Paribas. En avril 2018, Le Journal du dimanche fait part du souhait du Gouvernement d'introduire la Française des jeux en bourse. Gérald Darmanin avait déjà confirmé qu'une ouverture de capital était à l'étude. Si cette introduction était amenée à aboutir, il est envisagé de garder une « minorité de blocage » afin d'assurer une