Il est possible de contester un lien de filiation juridiquement établi. Pour cela, une action en contestation de paternité doit être formée devant le tribunal judiciaire.

Les conditions de l'action en contestation de paternité dépendent de l'existence ou non d'une possession d'état.

La possession d'état présume la filiation entre deux personnes du fait de la réunion de plusieurs éléments :

- le nom de l'enfant (nomen) : si le parent présumé et l'enfant portent le même nom ;
- le traitement de l'enfant (tractatus) : si le parent présumé a traité l'enfant comme si c'était le sien ;
- la réputation (fama) : si l'enfant est considéré dans la société comme celui du parent présumé.

La possession d'état doit être paisible, continue et non équivoque.

Ce faisceau d'indices peut être complété par d'autres éléments. Si un nombre suffisant d'éléments est réuni, la possession d'état, qui permet de créer un lien de filiation entre le parent et l'enfant, sera constatée par le juge.

Lorsqu'un acte de naissance (ou de reconnaissance) est corroboré par une possession d'état, seuls l'enfant, l'un de ses père et mère ou le parent présumé peuvent agir en contestation de paternité. Le délai pour agir est de 5 ans à partir du jour où la possession d'état a cessé ou au décès du parent dont la filiation est contestée.

Attention : si la possession d'état a duré plus de 5 ans depuis la naissance ou la reconnaissance de l'enfant, il n'est plus possible de contester la filiation, sauf par le ministère public.

Lorsque l'acte de naissance n'est pas corroboré par une possession d'état, toute personne qui y a intérêt peut agir en contestation de paternité. Le délai pour agir est de 10 ans à compter du jour où la filiation contestée a été établie. Ce délai est suspendu durant toute la minorité de l'enfant qui aura donc jusqu'à ses 28 ans pour agir.

Lorsque la filiation a été établie par une possession d'état constatée par un acte de notoriété (acte constatant la possession d'état délivré par le juge), elle peut être contestée par toute personne qui y a intérêt dans un délai de 10 ans à compter de la délivrance de l'acte de notoriété.

Dans un arrêt du 7 novembre 2018, la Cour de cassation a estimé que ces délais de prescription étaient conforme au droit à la vie privée et familiale garanti par l'article 8 de la Convention européenne de sauvegarde des Droits de l'Homme Dans un arrêt du 12 septembre 2019, la Cour de cassation a estimé que l'action en reconnaissance de paternité formée dans le cadre d'un convention de gestation pour autrui était irrecevable car fondée sur un contrat interdit par la loi.

Le ministère public peut dans tous les cas contester une filiation en cas de fraude à la loi (gestation pour autrui) ou s'il estime que des éléments rendent la filiation invraisemblable (différence d'âge entre l'enfant et le parent).

Si le juge accueille la demande tendant à la contestation de paternité alors le lien de filiation disparaît de manière rétroactive (également pour le passé). Les droits et obligations pesant sur le parent n'existent plus. L'enfant perd le nom du parent de plein droit, sauf s'il est majeur (il devra donner son consentement).

Il sera éventuellement possible pour le parent qui a élevé l'enfant jusqu'au jour du jugement de conserver des relations avec l'enfant, le cas échéant sur décision du juge.

Il existe également une action de contestation de maternité, bien que rarement utilisée.