Salah Hamouri har suttit fängslad i Israel sedan i mars utan formella anklagelser, under så kallat administrativt förvar. Det innebär att människor kan hållas fängslade i förnybara perioder på upp till sex månader.
Han "deporterades under morgonen till Frankrike efter inrikesminister Ayelet Shakeds beslut att dra tillbaka hans uppehållstillstånd", skriver det israeliska inrikesdepartementet i ett uttalande.
Under förmiddagen landade han på flygplatsen Charles de Gaulle utanför Paris, där han möttes av anhöriga, politiker, företrädare för människorättsorganisationer och anhängare.
Den israeliska militären anklagar Hamouri för att vara medlem i den militanta vänsterrörelsen Folkfronten för Palestinas befrielse (PFLP), som Israel, USA och EU betecknar som en terrorgrupp och som varit inblandad i flera dödliga attacker mot israeler.
Hamouri förnekar anklagelserna om att han har kopplingar till gruppen och vidhåller sin oskuld.
Frankrike har motsatt sig deporteringen och fördömer utvisningen.
"Vi fördömer i dag de israeliska myndigheternas beslut, som är mot lagen, att utvisa Salah Hamouri till Frankrike", skriver landets utrikesminister i ett uttalande.