Причиной для дальнейшего совершенствования машины для совершения казней стал массовый террор во время Великой французской революции, который привел к дефициту палачей. Изменить технологию исполнения смертных приговоров предложил Жозеф Гильотен (Гийотен) (1738–1814 гг.). Будучи избранным в Учредительное собрание, он в декабре 1789 г. внес предложение, чтобы смертная казнь для всех категорий граждан проводилась только путем обезглавливания и с использованием машины (до этого отсечением головы казнили преимущественно дворян). Цель предложения заключалась в том, чтобы казнь проходила как можно быстрее и, таким образом, причиняла казнимым меньше страданий, а применение одного вида казни к преступникам из всех слоев общества подчеркивало их равенство перед законом. Предложение Гильотена было принято. По предложению хирурга Антуана Луи в качестве прототипа было решено взять Шотландскую деву. Первую гильотину в начале 1792 г. сконструировал и изготовил инженер и мастер по клавесинам Тобиас Шмидт. Голову приговоренному отсекал тяжелый (от 40 до 100 килограммов) нож, падающий сверху по направляющим пазам. Нож поднимали на высоту 2–3 метра веревкой, где он удерживался защелкой. Приговоренного привязывали к вертикальной доске, которую затем опускали в горизонтальное положение таким образом, чтобы его шея находилась на линии падения ножа. Его голову помещали в специальное углубление у основания механизма и закрепляли сверху деревянной доской с выемкой для шеи, после чего рычажным механизмом защелка, удерживающая нож, открывалась, и он падал с большой скоростью на шею жертвы.
В конце апреля 1792 г., после испытаний на животных и трупах, в Париже, на Гревской площади, гильотина была впервые использована в качестве орудия казни. При большом стечении народа палачом Шарлем Анри Сансоном был казнен вор Никола Пеллетье. Толпа зевак, приученная со времен Средневековья к мучительным казням, была разочарована быстротой казни. Казнь продолжалась всего несколько секунд, после чего обезглавленное тело подручные палача столкнули в подготовленный ящик. Первоначально машине дали имя «Луизон» или «Луизетта» (Lоuіsоп, Lоuіsttе; от А. Луи), но вскоре его заменили на «гильотину» (guіllоtіпе; от Ж.И. Гильотена); народ же окрестил ее «Вдовой» (lа Vеuvе). После опробования гильотина заработала на полную мощность — во время массового террора в отдельные дни на ней казнили по 60 и более человек. Вскоре ее перевезли с Гревской площади и смонтировали на площади Революции (ныне площадь Согласия), где и произошло большинство казней и где 21 января 1793 г. был гильотинирован король Людовик XVI.
В период якобинской диктатуры (сентябрь 1793 г. — июль 1794 г.) гильотина стала символом террора. Во Франции в это время «работало» 50 гильотин, с помощью которых было казнено более 20 тыс. человек. Во время казни палач поднимал отрубленную голову и показывал ее толпе. Это делалось потому, что считалось, будто отрубленная голова могла видеть и соображать на протяжении примерно десяти секунд после ее отделения от тела. Таким образом, голову человека поднимали, чтобы он мог в последний миг перед смертью увидеть смеющуюся над ним толпу. Несмотря на одиозную репутацию, которую гильотина приобрела в эпоху революционного террора, во Франции она использовалась почти два столетия. В 1870–1872 гг. она была усовершенствована помощником палача и плотником Леоном Берже. Гильотины конструкции Берже были разборными, легко перевозились и не требовали специального эшафота.
На гильотине во Франции среди прочих были казнены Людовик XVI, Мария-Антуанетта, представитель королевской династии Филипп Орлеанский, видные деятели и вожди революции Жорж Жак Дантон, Максимилиан Робеспьер, Жорж Кутон, Луи Антуан Сен-Жюст, Камилл Демулен и основатель современной химии Антуан Лавуазье. В 1932 г. за убийство президента Франции Поля Думера на гильотине был казнен русский эмигрант, врач и писатель Павел Горгулов. 17 июня 1939 г. в Версале, на бульваре, гильотинировали немца Ойгена Вейдмана, убийцу семи человек. Это была последняя публичная казнь во Франции: из-за «непристойного поведения толпы во время приведения приговоров» дальнейшие казни проводились на территории тюрем. Последняя казнь на гильотине и последняя смертная казнь в Западной Европе была в Марселе в период правления Жискара д’Эстена 10 сентября 1977 г., когда казнили араба Хамида Джандуби.