Jest jedną z najciekawszych francuskich aktorek młodego pokolenia. Ukończyła nowojorskie Actors Studio i kurs reżyserii na Uniwersytecie Nowojorskim. Płynnie mówi po angielski i włosku. Mieszka w Los Angeles. Córka aktorki Marie Pillet i aktora Alberta Delpy. Od najmłodszych lat związana jest ze światem filmowym. Na scenie zadebiutowała jako pięciolatka. Potem pojawiała się w drobnych epizodach na małym i dużym ekranie. Kiedy miała czternaście lat zagrała w "Detektywie" (1985) Jean-Luc Godarda. Francuski reżyser dwa lata później zaangażował ją w "Królu Learze". Rolą Lise w filmie "Zła krew" (1986) Leosa Caraxa zwróciła uwagę zarówno publiczności, jak i krytyków. W 1990 r. powstały dwa filmy, które ugruntowały pozycję aktorki. W głośnym obrazie Agnieszki Holland "Europa, Europa", wcieliła się w rolę młodej Niemki, wyznającej zasady Hitlerjugend. Volker Schlöndorf przeniósł na ekran powieść Maxa Frischa "Homo Faber". Delpy zagrała w nim dziewczynę, która wdaje się w romans ze znacznie starszym od siebie, amerykańskim inżynierem (Sam Shepard). Nie wiedzą, że łączy ich związek kazirodczy. Współpracowała z Januszem Kijowskim; w "Tragarzu puchu" (1992) zagrała Frydę. W "Trzech muszkieterach" (1993) Stepena Hereka wystąpiła u boku takich sław jak: Kiefer Sutherland, Charlie Sheen, Chris O'Donnell i Rebecca De Mornay. W drugiej cześć trylogii Krzysztofa Kieślowskiego wcieliła się w Dominique, młodą kobietę, która porzuca męża Polaka. W "Trzech kolorach: Biały" (1994) partnerowali jej: Jerzy Stuhr, Janusz Gajos i Zbigniew Zamachowski. Film Richarda Linklatera "Przed wschodem słońca" (1995) to opowieść o spotkaniu Francuzki z młodym Amerykaninem (Ethan Hawke). Na poznanie się mają tylko jedną noc. Spędzają ją spacerując po Wiedniu. Wystąpiła także w "Amerykańskim wilkołaku w Paryżu" (1997) Anthony'ego Walkera, "Los Angeles bez mapy" (1998) Miki Kaurismakiego i telewizyjnej wersji "Zbrodni i kary" (1998) według powieści Fiodora Dostojewskiego. W 1995 r. debiutowała jako scenarzystka i reżyserka filmu "Blah-Blah-Blah", który był pokazywany na festiwalu Sundance. W czasie kręcenia swojego pierwszego pełnometrażowego filmu "Tell Me" (2000), w wywiadzie udzielonym dla "Los Angeles Times" powiedziała: "Od tak dawna współpracuję z wieloma wspaniałymi reżyserami, że już w wieku18 lat byłam gotowa do podjęcia tego kroku. Ale ponieważ pracowałam z tyloma wspaniałymi reżyserami, bałam się tego. Teraz powiedziałam sobie: Czemu nie? Nie ma się czego bać!".