Élevée à Valence, Jacqueline arrive à Paris en 1927 pour prendre des cours de danse et de chant. Elle obtient rapidement quelques petits rôles dans des revues, puis au théâtre et au cinéma. Elle se lie avec Jean Sablon,
Marcel Achard, Léon-Paul Fargue. À l'automne 1931, un de ses amis parle d'elle à
Sacha Guitry, qui cherche, pour sa pièce Villa à vendre, une jeune et jolie comédienne capable de jouer avec l'accent anglais. Guitry la convoque, l'engage et lui fait une cour discrète. L'été 1934, Sacha, quitté par l'infidèle
Yvonne Printemps, se fait pressant. Jacqueline, séduite, cède. Le 21 février 1935, elle épouse Guitry, qui a 50 ans, 22 ans de plus qu'elle. Il annonce leur mariage en déclarant : « J'ai le double de son âge, il est donc juste qu'elle soit ma moitié », rajeunissant légèrement et galamment la mariée (et dès lors, pour la beauté du mot et l'exactitude des comptes, Jacqueline prétendra être née en 1910 et non en 1907).
Guitry fait d'elle une actrice applaudie au théâtre, et au cinéma. Elle joue dans 23 pièces de son mari, 10 créations et 13 reprises, et interprète 11 de ses films. Son jeu dans les films du maître est étonnant de naturel et de modernité. Son charme physique fait d'elle l'une des Françaises les plus séduisantes de l'entre-deux-guerres. Couverte par son mari de parures et de fourrures des plus grands créateurs, elle est considérée comme l'archétype de la Parisienne raffinée. Le magazine américain Life la classe parmi les cinq femmes les plus élégantes du monde. Elle conservera jusqu'à sa mort cette élégance et ce raffinement.
Après son divorce d'avec
Sacha Guitry, le 5 avril 1939, elle joue encore dans une dizaine de films de Pabst, Tourneur, L'Herbier et dans quelques pièces de théâtre. En avril 1940, son mariage avec Leslie Hore-Belisha, homme politique britannique, ancien ministre de la guerre, est annoncé puis démenti .
Après la guerre, elle est la compagne d'un riche diamantaire d'origine arménienne, Miran Eknayan qui l'épouse à Neuilly en 1982. Elle abandonne définitivement cinéma et théâtre en 1951, et commence à constituer une remarquable collection d'art impressionniste et moderne : Degas, Rodin, Renoir, Manet, Dufy, Modigliani, Picasso, Dubuffet, Rouault, Fautrier, Bacon... Elle lègue, en 1993, la plus grande partie de sa collection (35 tableaux ou pastels), au musée des Beaux-Arts de Lyon, sa ville natale, dispositions testamentaires mises en oeuvre après sa mort accidentelle, en 1997. Sa splendide collection personnelle de vêtements, des années 60 aux années 90, plus de 600 pièces, a été offerte au Musée de la Mode et du Textile de Paris.
Jacqueline Delubac meurt le 14 octobre 1997, à l'hôpital Henri-Mondor de Créteil dans le Val-de-Marne, après avoir été heurtée accidentellement par un cycliste.