Av Delormes verk finnes knapt bevart noe annet enn fragmenter. Blant hans mest kjente verk kan nevnes Tuileriene for Katharina de' Medici og Slottet Anet for Diane de Poitiers. Sin mest varige innsats gjorde Delorme som arkitekturteoretiker, framfor alt gjennom sin bok 1567 som, sammen med andre franske verk på området, gjorde at den italiensk dominansen ble brutt i fransk favør.