Nathalie Delon, Francine Canovas de son vrai nom, est née le 1er août 1941 au Maroc. Son enfance est marquée par l’absence de son père qui abandonne le foyer quelques mois après sa naissance. Elle est élevée par sa mère, qui souffre de problèmes cardiaques, et son beau-père. A 18 ans, l’adolescente qui rêve d’indépendance, se marie et donne naissance à une petite fille qu’elle prénomme Nathalie. Mais l’union tourne rapidement court et après son divorce la jeune femme décide de fuir son pays natal pour s’installer à Paris.
En 1962, par l’entremise d’un ami commun, Jean Poniatowski, elle rencontre l’acteur Alain Delon. Le couple se marie durant l’été 1964, et s’installe aux Etats-Unis où Nathalie Delon donne naissance à leur fils, Anthony, le 30 septembre 1964, à Los Angeles. Un an plus tard, le couple revient vivre en France. Mais en 1968, Alain et Nathalie Delon divorcent deux ans après une première rupture.
Nathalie Delon se consacre alors à sa carrière d’actrice, entamée en 1967 avec le film Le Samouraï de Jean-Pierre Melville. Durant la décennie 70, elle partage la vie de l’acteur Marc Porel et enchaîne les rôles; L’armée des ombres (1969), Sex-shop (1971), L’histoire très bonne et très joyeuse de Colinot trousse-chemise (1973), Une femme fidèle (1976), Le temps des vacances (1979)…Mais, parallèlement, l’actrice sombre dans la dépendance aux drogues. A la fin des années 70, elle choisit de retourner aux Etats-Unis pour tenter de soigner ses addictions.
Sa rencontre avec Chris Blackwell, fondateur du label de musique Island Records, est déterminante pour la suite de son parcours. Elle s’installe aux Etats-Unis avec son nouveau compagnon, et ajoute une nouvelle corde à son arc en passant derrière la caméra. Dans les années 80, elle réalise deux films; Ils appellent ça un accident (1981) et Sweet lies (1988).
En 2003, Nathalie Delon revient vivre en France et publie un ouvrage autobiographique; Pleure pas, c’est pas grave (2006).
Le 21 janvier 2021, Anthony Delon annonce le décès de sa mère, à l'âge de 79 ans, des suites d'un cancer.