Après de brillantes études à Lyon et à Valence, Jacqueline Delubac se rend à Paris, sur les conseils de sa mère, pour y devenir comédienne. Elle débute comme danseuse au cabaret l'Empire dans une revue où elle imite Joséphine Baker. Parallèlement à ses figurations dans les cabarets et théâtres parisiens, la jeune Jacqueline tient des petits rôles au cinéma. Elle apparaît dans quelques films de Louis Mercaton (Chérie, 1930 ; Marions-nous, 1931) et dans un court-métrage de Serge de Poligny (La femme à barbe, 1932), mais reste dans l'ombre jusqu'à ce que Sacha Guitry la remarque. En 1931, cet homme de théâtre renommé l'engage dans sa troupe et lui fait jouer quelques-unes de ses pièces.
En 1935, Sacha Guitry offre à Jacqueline Delubac le rôle de Marie Muscat, une jeune blanchisseuse qui gagne à la Loterie, dans son premier film, Bonne chance. Le regard, la grâce et le côté grande mondaine parisienne de cette ravissante brune a su séduire l'auteur réalisateur aussi bien dans la vie qu'à l'écran, et Sacha Guitry dirige à dix reprises son épouse. Femme d'un croupier magouilleur dans Le roman d'un tricheur (1936), Loulou dans Mon père avait raison (id.), Joséphine de Beauharnais dans Les perles de la couronne (1937), Flora dans Remontons les Champs-Elysées (1938), Jacqueline Delubac ravit à chaque fois par son jeu étonnamment moderne et sa classe naturelle. Elle est une petite servante, étourdie et maladroite, dans Le mot de Cambronne (1937) ; une grande bourgeoise qui fantasme sur son valet de chambre dans Désiré (1937) ; une journaliste malicieuse et équilibrée qui doit affronter, pour l'amour d'un homme, la grande actrice Gaby Morlay dans Quadrille (1938). Mais, dans la diversité de ces rôles, elle reste pour tous les spectateurs la Parisienne type. Après son divorce avec Guitry, sa carrière s'essoufle. " J'étais tellement guitrysée au théâtre comme au cinéma que les metteurs en scène avaient peur que je ne me déguitryse point ", explique-t-elle. Si Jeunes filles en détresse (1939) de Georg Wilhelm Pabst se contente de la parer des atours d'une grande vedette et de lui faire faire la coquette, Dernière jeunesse de Jeff Musso - premier rôle dramatique de l'actrice - lui permet de nous offrir la même année son jeu probablement le plus brillant. Fille perdue, elle rend fou le vieil homme qui veut la sauver. Elle joue encore les héroïnes perfides : L'homme qui cherche la vérité d'Alexandre Esway et Le collier de chanvre de Léon Mathot en 1940 ; Fièvres (1941) de Jean Delannoy. Elle joue dans un film passé inaperçu, J'ai dix-sept ans (1945) d'André Berthomieu, puis, quatre ans plus tard, dans un policier et une comédie de Raymond Leboursier, avant de s'éclipser définitivement du monde du cinéma.
Sa carrière cinématographique achevée, Jacqueline Delubac décide de se consacrer à ses collections d'objets d'art. Collectionneuse avertie, elle rassemble des toiles de grands maîtres (Monet, Bonnard, Picasso, Bacon, Braque, etc.) qu'elle lègue au musée des Beaux-Arts de Lyon.
Courts métrages 1931 | Une brune piquante | Serge de Poligny |
| 1936 | Mot de Cambronne (Le) | Sacha Guitry |
Longs métrages| 1930 | Chérie | Louis Mercanton |
| 1931 | Marions-nous | Louis Mercanton |
| 1932 | Topaze | Louis J. Gasnier |
| 1935 | Bonne chance | Fernand Rivers, Sacha Guitry |
| 1936 | Faisons un rêve | Sacha Guitry |
| 1936 | Mon père avait raison | Sacha Guitry |
| 1936 | Nouveau testament (Le) | Sacha Guitry |
| 1936 | Roman d'un tricheur (Le) | Sacha Guitry |
| 1937 | Désiré | Sacha Guitry |
| 1937 | Perles de la couronne (Les) | Sacha Guitry, Christian-Jaque |
| 1937 | Quadrille | Sacha Guitry |
| 1938 | Accroche-coeur (L') | Pierre Caron |
| 1938 | Remontons les Champs-Elysées | Sacha Guitry |
| 1939 | Dernière jeunesse | Jeff Musso |
| 1939 | Homme qui cherche la vérité (L') | Alexandre Esway |
| 1939 | Jeunes filles en détresse | Georg Wilhelm Pabst |
| 1940 | Collier de chanvre (Le) | Léon Mathot |
| 1940 | Comédie du bonheur (La) | Marcel L'Herbier |
| 1940 | Volpone | Maurice Tourneur |
| 1941 | Fièvres | Jean Delannoy |
| 1945 | J'ai dix-sept ans | André Berthomieu |
| 1949 | Furet (Le) | Raymond Leboursier |
| 1950 | Vie est un jeu (La) | Raymond Leboursier |