Delorme begann schon mit 16 Jahren ihre Kinolaufbahn, nachdem sie ursprünglich Konzertpianistin werden wollte. Im Laufe ihrer Karriere spielte sie in mehr als 50 Filmen mit, darunter «Gigi», «Voyou» und «Ein Elefant irrt sich gewaltig».
1954 heiratete sie den Regisseur Yves Robert. Mit ihm gründete sie eine Produktionsfirma, die unter anderem die Erfolgsfilme «Der Krieg der Knöpfe» und «Der grosse Blonde mit dem schwarzen Schuh» produzierte.
Delorme wird am Freitag auf dem Pariser Montparnasse-Friedhof beigesetzt.