Los famosos dibujantes Charb, Wolinski, Cabu y Tignous figuran entre los muertos, informaron fuentes judiciales.
Se trata del atentado más mortífero cometido en Francia desde hace al menos 40 años.
El presidente François Hollande, que se trasladó inmediatamente al lugar, situado en el este de la capital, lo calificó de "atentado terrorista" de "excepcional barbarie" y exhortó a la "unidad nacional" .
"Sobre las 11H30, dos hombres armados con kalashnikov y un lanzacohetes irrumpieron en la sede del semanario satírico Charlie Hebdo en el distrito XI de París. Un intercambio de tiros tuvo lugar con las fuerzas de seguridad", contó una fuente cercana a la investigación a la AFP.
Los agresores hirieron de bala a un policía mientras abandonaban el lugar de los hechos. Después agredieron a un automovilista y embistieron a un peatón con el coche robado.
Un periodista que trabaja en un local ubicado frente al de Charlie Hebdo mencionó "cuerpos en el suelo, charcos de sangre, heridos muy graves" al describir el dantesco escenario del atentado.
La suerte y la identidad de los agresores se ignoraba poco después del mediodía. Según testigos citados por la policía, los agresores gritaron "¡Hemos vengado al profeta!" y "¡Hemos matado a Charlie Hebdo!" antes de emprender la huida.
Al salir de una reunión de crisis organizada por la tarde en el palacio presidencial por Hollande, el ministro del Interior, Bernard Cazeneuve, indicó que "tres criminales" estuvieron implicados en atentado.
Se ha organizado todo para "neutralizar lo más rápidamente posible a los tres criminales que estuvieron en el origen de este acto bárbaro", dijo el ministro, sin precisar los papeles desempeñados por esas personas implicadas.
"Oí disparos, vi a gente encapuchada que huyó en un coche. Eran al menos cinco", declaró a la AFP Michel Goldenberg, un vecino que tiene su despacho en la calle Nicolas Apert, la misma que la sede de Charlie Hebdo.
Otro vecino, Bruno Leveillé, contó a la AFP que oyó "unos 30 disparos durante unos diez minutos".
En un vídeo del ataque, filmado por un hombre desde un tejado y publicado en el portal de la televisión pública francesa, se oye a un hombre gritar "¡Alá Akbar!" (Dios es el más grande) entre los disparos.
La revista Charlie Hebdo recibió amenazas en varias ocasiones desde que publicó caricaturas de Mahoma en 2006, desatando la ira de extremistas musulmanes.
En noviembre de 2011, la sede del semanario fue destruida por un incendio criminal, calificado de atentado por las autoridades de la época.
En 2013, un hombre de 24 años fue condenado a una pena de prisión condicional por haber instado por internet a decapitar al director del periódico después de la publicación de dichas caricaturas de Mahoma.
El primer ministro Manuel Valls decidió aumentar el plan de protección antiterrorista al nivel de "alerta atentados", el más alto posible, en toda la región parisina.
Por su parte, el rectorado de París decidió anular todas las excursiones y actividades previstas fuera de los establecimientos escolares de la capital.
- Condena unánime -
Las reacciones indignadas se multiplicaron tanto en Francia como en el extranjero.
La Casa Blanca manifestó su "solidaridad" con las víctimas. El primer ministro británico, David Cameron, calificó el ataque de "nauseabundo" y expresó su solidaridad con Francia. Berlín, Bruselas y Moscú, entre otros, condenaron también el atentado.
En Francia, las voces de la oposición se unieron a las de los socialistas en el gobierno en una condena unánime.
El expresidente Nicolas Sarkozy, jefe del partido de derecha UMP, calificó el atentado "acto abyecto que golpea la concienca humana" y llamó a la unidad de los franceses para defender "la demodracia atacada".
La presidenta del partido de ultraderecha Frente Nacional, Marine Le pen, denunció un "atentado terrorista cometido por fundamentalistas islamistas" y estimó que hay que "medir el inmenso peligro" que pesa hoy no sólo sobre Francia.
Por su parte, el Consejo Francés del Culto Musulmán, instancia representativa de los musulmanes franceses, condenó "con la mayor determinación" ese acto de "barbarie" "contra la democracia y la libertad de la prensa".
Sin que pueda saberse si existe una relación con el ataque, Charlie Hebdo dedicó la primera plana de su número de este miércoles a la publicación de "Sumisión", novela controvertida del escritor francés Michel Houellebecq.
Obra de política ficción, el libro describe una Francia islamizada en 2020, tras la elección de un jefe de Estado musulmán.
"Las predicciones del mago Houellebecq: en 2015 pierdo los dientes... En 2022 hago el ramadán!", dice la caricatura de Houellebecq en la portada de la revista.