Родилась в семье известного художника Андре Жирара (1901—1968, был в частности, знаменитым мастером агитационных афиш Французского Сопротивления). Брат — известный французский киноактёр и каскадёр Ги Делорм.
Сама Даниэль Делорм — талантливая пианистка, но настоящую славу ей принёс кинематограф. Вместе с Жераром Филипом она училась на актёрских курсах в парижской Консерватории драматического искусства.
Её кинодебют, ещё под именем «Даниэль Жирар», состоялся в 1942-м у Марка Аллегре в фильме «Прекрасная авантюра».
Наиболее известной её работой в кино является заглавная роль в фильме 1948 года по роману Колетт «Жижи» (реж. Жаклин Одри, — через 10 лет ту же роль в оскароносном фильме Винсенте Минелли сыграет Лесли Карон). В 1979 году Жак Деми поручит Делорм роль самой Колетт в своей экранизации романа писательницы «Рождение дня».
В 1950 году великий Анри-Жорж Клузо, обратившись к непривычному для него жанру комедии, снял актрису в главной роли в своём фильме о театре «Микетта и её мать» (с Бурвилем и Луи Жуве, по пьесе дё Флера и Кайаве).
Помимо кино Делорм много и успешно работала на сцене, — некоторое время была даже директором театра «Комеди-Комартан».
В 1945 году Делорм вышла замуж за актёра Даниэля Желена, у них родился сын Ксавье. Делорм и Желен расстались в 1954 году (из-за его романа с немецкой фотомоделью Марией Христиной Шнайдер, — родившей ему дочь, будущую актрису Марию Шнайдер). Сын Даниэль Делорм Ксавье Желен, ставший известным актёром, умер в 1999 году от рака в возрасте 45 лет.
В 1956 году Даниэль Делорм вышла замуж за режиссёра Ива Робера и занялась продюсерской деятельностью в их совместной компании «La Guèville», — иногда появляясь на экране в фильмах мужа, знаменитого комедиографа. Сыграла центральную женскую роль (Марта, жена героя Жана Рошфора) в его дилогии «И слоны бывают неверны» (1976) и «Мы все отправимся в рай» (1977).
Делорм была членом жюри Каннского кинофестиваля в 1988 году.
Скончалась 17 октября 2015 года