Robert-Victor-Félix Delaunay nasce a Parigi il 12 aprile 1885. Nel 1902, dopo la scuola secondaria, lavora come apprendista in un laboratorio di scenografia a Belleville. Nel 1903 comincia a dipingere e già nel 1904 espone al Salon d'Automne, dove sarà presente anche nel 1906, mentre dal 1904 fino all'inizio della prima guerra mondiale partecipa al Salon des Indépendants. Tra il 1905 e il 1907 Delaunay stringe amicizia con Henri Rousseau e Jean Metzinger e studia le teorie sul colore di M-E Chevreul; in questo periodo la sua pittura è neoimpressionista e risente dell'influenza di Paul Cézanne. Negli anni 1907-08 presta il servizio militare a Laon; tornato a Parigi, entra in contatto con gli artisti che più tardi daranno origine al cubismo, che a loro volta influenzano la sua opera. Tra il 1909 e il 1910 Delaunay sviluppa il suo stile personale: nel 1909 dipinge la sua prima Tour Eiffel. Nel 1910 sposa la pittrice Sonia Terk, che sarà sua collaboratrice in molte sue attività artistiche. La presenza di Delaunay alle mostre tedesche e lea sua collaborazione con l'avanguardia in Germania inizia nel 1911. In quell'anno Vasily Kandinsky lo invita a partecipare alla prima mostra di Blaue Reiter (Cavaliere azzurro) a Monaco. In questo periodo Delaunay diventa amico di Guillaume Apollinaire, Henri le Fauconnier e Albert Gleisez. Nel 1912 Delaunay inizia la serie delle Finestre. Ispirato dal lirismo cromatico delle Finestre, Apollinaire conia il termine "orfismo", o "cubismo orfico" con il quale definisce l'opera di Delaunay. Nel 1913 dipinge le Forme circolari, o Dischi. Dal 1914 al 1920 Delaunay vive in Spagna e in Portogallo e stringe amicizia con Sergei Diagilev,Igor stravinsky, Diego Rivera e Léonide Massine. Nel 1918 cura la scenografia dei Ballets Russes. Torna a Parigi verso il 1920; qui nel 1922, si tiene una grande mostra delle sue opere, alla Galerie Paul Guillaume. Inizia frattanto la sua seconda serie di Tour Eiffel. Nel 1924 si dedica alla serie dei Corridori e nel 1925 esegue gli affreschi dei Palais de l'Ambassade de France all'Exposition Internationale des Arts Décoratifs di Parigi. Nel 1937 completa le pitture murali per il Palais des Chemins de Fer e per il Palais de l'Air all'Exposition Internationale des Arts di Parigi. Le sue ultime opere sono le decorazioni per la sala della scultura dei Salon des Tuiterics nel 1938. Nel 1939 partecipa all'organizzazione della mostra Réafités Nouvelles. Delaunay muore a Mompellier il 25 ottobre 1941.