L'audience s'est ouverte à 14H30 locales (12H30 GMT). Le procès devrait durer une journée et le verdict mis en délibéré. M. Rainsy est poursuivi pour des propos tenus sur Facebook en juin 2019.
Cofondateur du Parti du salut national du Cambodge (PSNC), principal parti d'opposition, Sam Rainsy, 73 ans, a longtemps combattu Hun Sen - au pouvoir depuis 37 ans au Cambodge - avant de s'exiler en France où il vit depuis 2015.
M. Rainsy, qui possède aussi la nationalité française, fait déjà l'objet de nombreux procès au Cambodge, où il se dit poursuivi pour des raisons politiques.
En 2019, il avait tenté, en vain, de retourner au Cambodge, un projet perçu comme "une tentative de coup d'Etat" par les autorités.
A son arrivée au tribunal jeudi, entouré de partisans, l'opposant, en costume cravatte et fines lunettes, a déclaré à l'AFP attendre de la justice française "la vraie justice".
Dans la salle d'audience, nombre de personnes issues de la diaspora cambodgienne étaient présentes pour assister au procès.
Selon la plainte déposée à Paris, Sam Rainsy a accusé Hun Sen d'être derrière la mort en 2008 du commissaire Hok Lundy - chef de la police nationale cambodgienne - tué dans la chute de son hélicoptère.
"Hun Sen a assassiné Hok Lundy par les moyens d'une bombe placée à l'intérieur de son hélicoptère provoquant une explosion lors de son vol au-dessus de la province de Svay Rieng, le 09 novembre 2008. Hun Sen a décidé d'assassiner Hok Lundy car ce dernier connaissait trop les méfaits de Hun Sen", avait déclaré M. Rainsy sur Facebook.
- "Combat politique" -
M. Rainsy est également jugé jeudi pour une autre plainte en diffamation, déposée par Dy Vichea, pour des propos également tenus sur Facebook en juin 2019 par l'opposant. Fils de Hok Lundy, Dy Vichea est commissaire général adjoint de la police nationale cambodgienne et gendre du Premier ministre Hun Sen.
Contacté mercredi par l'AFP, Luc Brossolet, l'un des avocats de Hun Sen et Dy Vichea, avait dit attendre que le "tribunal juge diffamatoires les propos concernés et critiqués".
De son côté, Jessica Finelle, avocate de Sam Rainsy, avait dit à l'AFP attendre du tribunal "qu'il reconnaisse qu'il relevait de l'intérêt général pour Sam Rainsy de dénoncer les crimes commis par Hun Sen, qui exerce (ses fonctions) dans le cadre d'une dictature d'Etat".
"Sam Rainsy est persécuté depuis une trentaine d'années par Hun Sen. La seule arme qu'il lui reste est sa liberté d'expression pour témoigner de ce qu'il a vécu et condamner ce que subissent les opposants politiques et les défenseurs des droits de l'Homme au Cambodge", avait-elle ajouté.
"Sam Rainsy est victime dans son pays d'une multiplication de procédures, le régime tente de le museler", avait déclaré mercredi à l'AFP Mathias Chichportich, également avocat de M. Rainsy. "On attend de ce procès qu'il consacre le droit de Sam Rainsy à l'expression de son combat politique", a-t-il estimé.