2007 stellte sie auf der 57. Berlinale ihr Regiedebüt "2 Tage Paris" vor, 2009 präsentierte sie mit "Die Gräfin" ihre Verfilmung des Lebens der ungarischen „Blutgräfin“ Elisabeth Báthory. Mit "2 Tage New York" brachte Delpy 2012 den Fortsetzungsfilm von "2 Tage Paris" in die Kinos; beide Komödien parodieren die kulturellen Unterschiede zwischen Amerikanern und Franzosen. Sie möge das Konzept von den ungezogenen Franzosen sehr, begründete Delpy ihre anhaltende Auseinandersetzung mit dem Thema. Diesen Film stellte sie in Deutschland auf dem Münchener Filmfest vor. 2015 und 2019 folgten mit "Lolo – Drei ist einer zu viel" und "My Zoe" zwei weitere von ihr inszenierte Filme. Für ihre Filme ist sie auch als Drehbuchautorin tätig.