Jeho otec byl provozovatelem kina a matka pracovala v lékárně. Alain Delon byl jediné dítě z manželství, které skončilo rozvodem, když mu byly čtyři roky. Vyrůstal u pěstounů v severofrancouzském Fresnes. Pro své neustálé potíže s učiteli vystřídal mnoho škol, delší dobu pobýval v jezuitském internátě St. Nicholas d'Igny u Bièvres, odkud se pokusil utéct do USA. Vyučil se řezníkem u svého otčíma, v sedmnácti letech vstoupil do armády a bojoval jako parašutista u námořnictva v Indočíně.

Po předčasném propuštění se 1956 vrátil do Paříže, kde si vydělával jako číšník, kamelot, poslíček a vrátný v obchodním domě Les Halles. Nové obzory se mu otevřely poté, co se seznámil s herečkou Briggitte Auberovou, která mu dala základy hereckého vzdělání a zprostředkovala mu kontakty v uměleckých kruzích. První film mohl točit v Hollywoodu, kam se dostal díky nabídce hledače talentů pro producenta Davida O. Selznicka.

Místo toho se rozhodl pro spolupráci s režisérem Yvesem Allégretem, který mu svěřil menší roli nájemného zabijáka jménem Jo v kriminálním snímku Když se do toho zaplete žena. Několik následujících filmů již zřetelně ukázalo, že je svým atraktivním zevnějškem předurčen pro role romantických rozervaných mladíků a rozporuplných milovníků.

Mezinárodní hvězdu z něho učinil italský režisér Luchino Visconti, když mu svěřil klíčové role ve svých dvou významných filmech: boxer Rocco Parondi, který nelituje ani největších obětí pro svého bezcharakterního bratra (Renato Salvatori), v sociálním dramatu Rocco a jeho bratři; lehkomyslný, temperamentní a světácky protřelý mladík Tancredi Falconeri ve film. adaptaci románové fresky Giuseppa Tomasiho di Lampedusa Gepard.

Byl to rovněž Visconti, kdo mu 1961 poskytl první jevištní zkušenost v incestní tragédii Johna Forda Jaká škoda, že je to děvka. Náročnou kreaci předvedl v úloze burzovního makléře Piera, o jehož neschopnosti oddat se skutečnému milostnému citu pojednává psychologické drama Zatmění (r. M. Antonioni). Během 60. let však začal slevovat ze svých uměleckých ambicí a svou kariéru podřídil ryze komerční úspěšnosti.

Postupně se zúžilo typologické spektrum jeho hrdinů na postavy energických, chladnokrevných a osamělých mužů velkého světa, kteří často porušují zákony a konvence a někdy na to tragicky doplácejí, ať už jde o nemilosrdné gangstery (Samuraj, Sicilský klan, Borsalino), lupiče (Krvavé slunce, Gang), vrahy (Zavraždění Trockého, Štír, Šok), policisty (Policajt, Povídka o policajtovi, Slovo policajta), dobrodruhy a šlechtice (Černý tulipán, Swannova láska) či milovníky (Dívka na motocyklu, Bazén, Návrat Casanovy), které ztělesnil ve filmech různých žánrů a kvalit.

Jedinou prestižní hereckou cenu, Césara 1985, mu přinesla úloha alkoholika Roberta Avrancha, jemuž se snaží pomoci tajemná dívka (Nathalie Bayeová), v psychologickém dramatu Náš příběh (r. B. Blier). Jeho popularitu, v níž se mohl dlouhá léta měřit pouze s Jean-Paulem Belmondem, neohrozily ani skandály (záhadná vražda jeho osobního strážce či podezření z kontaktů s podsvětím) a milostné aféry s film. partnerkami (Romy Schneiderová, Mireille Darcová).

V roce 1964 založil produkční společnost Delbeau Productions (1968 ji transformoval na společnost Adel), která je podepsána pod mnoha jeho kriminálními filmy, na nichž se příležitostně podílel jako scenárista a od poč. 80. let také jako režisér (Kdo nastaví kůži, Rváč). Za své celoživotní dílo byl oceněn Zlatým medvědem na MFF v Berlíně 1995. Kromě svých film. aktivit podniká v kosmetickém průmyslu (iniciály svého jména propůjčil pánskému parfému AD) a obchoduje s módní konfekcí.

V roce 1992 navštívil Bratislavu a Prahu, kde se zúčastnil plesu v Opeře. V červnu 1999 se zúčastnil s režisérem Patricem Lecontem v Praze české premiéry filmu Poloviční šance. 1964-1969 měl za manželku herečku a režisérku Nathalii Delonovou a jejich jediný syn Anthony Delon se rovněž věnuje herectví. Od poč. 90. let byl ženatý s někdejší holandskou královnou krásy a fotomodelkou Rosalií van Brevenovou. Od roku 2002 je rozvedený.

V roce 2003 uvedlo divadlo Waltera Reada (Walter Reade Theater) úspěšnou přehlídku Delonových filmů pod titulem Muž ve stínu: filmy Alaina Delona.