Отец Луи погиб во время Первой мировой войны. В 1933 г. с отличием заканчивает пехотное училище Сен-Сир, где учился вместе с другими командирами «Нормандии»— Жаном Тюляном и Пьером Пуядом, и поступает в школу летчиков, которую оканчивает через год.
1938 г. — старший лейтенант, переведен в эскадрилью 1/4, расположенную в Реймсе. В той же эскадрилье служат два других будущих пилота Нормандии: Жюль Жуар и Жорж Лемер.
Август 1939 г. — произведен в капитаны.
11 мая 1940 г. — второй день войны и первый бой эскадрильи 1/4, в котором он сбивает свой первый (и первый, сбитый французами) немецкий самолет.
17 мая переведен командиром 4-й эскадрильи авиагруппы 2/9 для обороны Парижа. Первым из французских летчиков-истребителей начинает разрисовывать фюзеляж самолета. Себе он нарисовал римский меч и руку с большим пальцем, опущенным вниз, — жест, которым отправляли на смерть гладиаторов. Сбивает 6 самолетов противника над Парижем. Награжден Военным крестом. После капитуляции Франции его часть 2/9 — одна из немногих, которая не была расформирована.
1940–1942 гг. — капитан Дельфино продолжает военную службу в ВВС Виши в Дакаре.
С мая 1942 г. заместитель командира своей первой эскадрильи 1/4. Участвует в боевых действиях против англичан и лично сбивает один английский самолет, за что получает пальмовую ветвь на Военный крест.
После высадки армии США в январе 1943 г. генерал де Голль посещает Дакар, эскадрилья дает присягу генералу и переводится в Бамако. Луи Дельфино произведен в майоры и награжден орденом Почетного легиона. Занимается подготовкой пилотов для полетов на английских самолетах. Его самого англичане отказались принимать в RAF.
В январе 1944 подает рапорт о переводе добровольцем в СССР.
Февраль 1944 г. — прибывает в СССР, где ему в рамках формирования военно-воздушной дивизии «Франция» поручается формирование истребительного полка «Париж». Из-за нехватки французских пилотов для формирования второго полка и дискуссии между советским и французским командованием, каким должен быть второй полк — истребительным или бомбардировочным, формирование полка «Париж» приостанавливается. Пилоты в качестве четвертой эскадрильи «Кайен» включаются в состав полка «Нормандия — Неман», и майор Дельфино назначается заместителем командира полка. Во время боев 1944 г. сбивает 4 самолета. Офицер Почетного легиона. Орден Отечественной войны 2-й степени. В Советском Союзе он сменил рисунок на своем самолете на два соединенных нуля — «дубль зеро».
Надо сказать, что появление вишиста Дельфино в полку было воспринято неоднозначно и при первой встрече у него пытались сорвать майорские нашивки с погон.
В декабре 1944 г. командир «Нормандии» майор Пьер Пуяд получает назначение на пост командира авиадивизии «Франция», майор Дельфино утверждается в должности командира полка «Нормандии — Неман». Уже будучи командиром, сбивает еще 3 самолета противника.
Во время визита генерала де Голля в Москву производится в подполковники и командоры Почетного легиона. Награждается орденом Боевого Красного Знамени. Французская военная миссия обращается с просьбой отметить командира авиаполка более высокой наградой, однако наградная комиссия отказывается отозвать награждение БКЗ и заменить его на другое. Любопытно также, что Луи Дельфино — единственный из командиров «Нормандии», не отмеченный французским орденом Освобождения, однако он награжден самой высшей среди пилотов «Нормандии» степенью Почетного легиона — Большим крестом. Имеет Военный крест с 12 пальмовыми ветвями и 3 звездами.
В июне 1945 г. подполковник Дельфино командует перелетом полка на самолетах, подаренных Франции, в Ле Бурже. Уже в июле назначен командиром 1-й истребительной эскадрильи во Фридрихшафене в Германии, тогда как «Нормандия — Неман» на Як-3 расквартировывается под Парижем.
1949 г. — начальник генерального штаба ПВО Франции. Крестный отец Микеланжело Тонини, третьего французского летчика-космонавта на «Союзе ТМ-15» в 1992 г., который во время полета в космос на российском корабле брал с собой портрет Луи Дельфино.
1951 г. — инспектор истребительной авиации.
1954 г. — командующий округом ПВО.
1957 г. — генерал-майор, почетный президент авиаучилища в Салон-ан-Прованс.
1960 г. — командующий округом ВВС в Экс-ан-Прованс.
1961 г. — генерал-лейтенант, главнокомандующий ВВС Франции.
1964 г. — генерал авиации, главный инспектор ВВС. Присутствовал в Москве на перезахоронении останков неизвестного французского летчика «Нормандии — Неман» на Введенском кладбище.
1965 г. — подает в отставку, от партии голлистов избирается заместителем мэра города Ницца.
11 июня 1968 г. генерал авиации Луи Дельфино скончался от разрыва сердца в возрасте 56 лет.
В его честь выпуск авиаучилища в Салон-ан-Прованс в 1970 г. был его имени.