Hollande møtte tirsdag Russlands president Vladimir Putin, og de to hadde en felle pressekonferanse etter møtet der en rekke temaer ble tatt opp.
Det er uklart om det fransk-russiske militærsamarbeidet vil omfatte andre medlemmer av den USA-ledede koalisjonen som driver luftkrig mot IS. Russland har så langt drevet sin egen operasjon i Syria, og har bombet både IS og andre, vestligstøttede opprørsgrupper.
Landene skal blant annet dele etterretningsinformasjon, og ifølge Hollande er det enighet om at bare IS og lignende islamistgrupper skal omfattes av angrepene.
Hollande var i Moskva for å samle støtte i kampen mot IS i Syria og Irak. Den franske presidenten har innledet en diplomatisk maraton i dagene etter terrorangrepene i Paris for snart to uker siden. Han har hatt møter med en rekke statsledere.
Onsdag var Tysklands statsminister Angela Merkel på besøk i Paris, og Tyskland lover blant annet å sette inn rekognoseringsfly og en fregatt. Torsdag morgen møtte Hollande Italias statsminister Matteo Renzi i Paris, før han satt seg på flyet til Moskva. (©NTB)