Cinco pessoas ficaram ligeiramente afetadas pelo fumo, disseram as autoridades, segundo a agência espanhola Europa Press.
O fogo começou num apartamento no Boulevard Henri-Sappia, num bairro operário de Nice, disseram fontes policiais citadas pela estação de televisão francesa BFMTV.
A vítima mortal encontrava-se num apartamento do sexto andar do edifício, que tinha oito pisos.
Uma equipa de 41 bombeiros interveio no incêndio, que destruiu o apartamento afetado, mas sem afetar os restantes.
O jornal local Nice Matin publicou testemunhos de pessoas que disseram que o pai da criança conseguiu salvar-se.
"Vimos tudo sem podermos fazer nada. O pai desceu de terraço em terraço e só depois é que nos apercebemos que a menina ainda estava lá dentro", contou uma das testemunhas.
A polícia e o Ministério Público iniciaram uma investigação para tentar determinar as causas do incêndio.
"A origem do incêndio não é conhecida até ao momento", declarou o Ministério Público de Nice.
"Está em curso um inquérito da polícia judiciária local para determinar a causa da morte", acrescentou.
As autoridades camarárias disseram que 15 residentes do edifício serão transferidos para hotéis ou para casa de familiares.
O presidente da câmara de Nice, Christian Estrosi, lamentou a "terrível tragédia".
"Os meus pensamentos voltam-se agora para a família da menina de 3 anos que morreu tragicamente ontem [sábado] à noite", escreveu Estrosi nas redes sociais.
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