Frankrike riskerar att missa ett mästerskap för första gången på 20 år. Roman Zozulia gav Ukraina ledningen efter en timmes spel och Andrij Jarmoilenko skickade in en straff till 2-0 i 82:a minuten.
Ukrainas Olexandr Kucher och Frankrikes Laurent Koscielny fick rött kort på tilläggstid.
Ukraina-Frankrike 2-0((0-0))
1-0 Roman Zozulja (61), 2-0 Andrij Jarmolenko (82 str).
Utv, Ukraina: Oleksandr Kutjer (90). Frankrike: Laurent Koscielny (90).
Varningar, Ukraina: Vjatjeslav Sjevtjuk, Artem Fedetskij, Oleksandr Kutjer. Frankruike: Olivier Giroud, Moussa Sissoko.
Domare: Cuneyt Cakir, Turkiet.
Publik: 67 732.
Ukraina (4-2-3-1): Andrij Pjatov - Artem Fedetskij, Jevhen Chatjeridi, Oleksandr Kutjer, Vjatjeslav Sjevtjuk - Ruslan Rotan, Taras Stepanenko - Andrij Jarmolenko, Edmar Aparesida (Roman Bezus 77), Jevhen Konopljanka (Oleg Gusev 90) - Roman Zozulja (Jevhen Seleznjov 86).
Frankrike (4-5-1): Hugo Lloris - Mathieu Debuchy, Laurent Koscielny, Eric Abidal, Patrice Evra - Paul Pogba, Blaise Matuidi, Loic Remy (Moussa Sissoko 66), Samir Nasri (Mathieu Valbuena 80), Franck Ribery - Olivier Giroud (Karim Benzema 70).
(Kiev)