Francine Canovas naît le [1] au Maroc, alors sous protectorat français, dans une famille d'origine espagnole. Sa mère, Antoinette Rodriguez, est originaire de Melilla et son père, Louis Canovas (1915-2003) est un pied-noir d'Oran, en Algérie, qui dirige une entreprise de transport au Maroc[2].
Elle épouse en premières noces Guy Barthélémy, un appelé du contingent originaire du nord de la France qui deviendra par la suite fondé de pouvoir de l’Omnium marocain d’assurance. Peu après avoir eu une fille, Nathalie, ils divorcent.
Le à La Ville-aux-Clercs dans le Loir-et-Cher, en présence seulement du maire et de deux témoins et enceinte de leur fils Anthony, elle épouse l'acteur Alain Delon. Elle prend alors le pseudonyme de Nathalie Delon, en référence à sa fille Nathalie. Nathalie et Alain Delon embarquent à bord du paquebot France au Havre pour un voyage de noces aux États-Unis. Ils rejoignent Hollywood car Alain Delon a un contrat avec la Metro-Goldwyn-Mayer, mais ce dernier est rompu par la compagnie américaine.
↑Bernard Violet, Les Mystères Delon : La biographie non autorisée, (ISBN978-2-08-068105-8), p.215 : "Delon hésite à tout envoyer promener lorsque Melville insiste pour que Nathalie soit présente dans le film. Alain s'y oppose."
↑Nathalie Delon, Pleure pas, c'est pas grave, , 352 p. (lire en ligne).