All'età di 17 anni, pur di lavorare nel cinema, Delannoy si fece scritturare in qualità di generico e, dal 1930 al 1937, curò come montatore più di 75 film.
Diventato aiuto-regista di Jacques Devol e in seguito di Felix Gandera, nel 1937 diresse un cortometraggio giallo Ne tuez pas Dolly, che si rivelò però piuttosto mediocre. I suoi primi film appartengono al genere poliziesco o avventuroso e sono formalmente accurati e di un certo impegno, come L'immortale leggenda (1943), dove Delannoy riuscì a tradurre con efficacia il soggetto di Jean Cocteau.
Con i film Sinfonia pastorale (1946) e Risorgere per amare (1947), girati nel dopoguerra e tratti da lavori di André Gide e Jean-Paul Sartre, Delannoy iniziò ad assumere un posto di rilievo nel cinema francese. Nel 1950 il film Dio ha bisogno degli uomini ebbe un particolare successo: la struttura filmica si basava su un contrasto tra laicità e fede che Delannoy seppe affrontare con estrema serietà.
