Fatti:
A. A._, cittadina marocchina, si è sposata nel 2009 con B._, cittadino svizzero, motivo per cui le è stato accordato un permesso di dimora, in seguito rinnovato e valido fino al 22 aprile 2011. Il 10 giugno 2010 ha lasciato il domicilio coniugale ed è andata a convivere con il cittadino marocchino C._. Il 18 ottobre 2010, dopo aver sentito i consorti, la Sezione delle popolazione del Dipartimento delle istituzioni le ha revocato il permesso di dimora, osservando che lo scopo per il quale le era stato rilasciato era venuto a mancare in seguito alla cessazione della vita coniugale.
B. La decisione è stata confermata su ricorso dapprima dal Consiglio di Stato, il 21 dicembre 2010, e poi dal Giudice delegato del Tribunale cantonale amministrativo, con sentenza del 10 maggio 2011. Osservato che il permesso di dimora era scaduto nel corso della procedura, motivo per cui la problematica della revoca era oramai priva d'oggetto, la Corte cantonale ha allora esaminato la questione del rifiuto, a suo avviso implicito, del rinnovo del medesimo. Il Giudice delegato è quindi giunto alla conclusione che l'insorgente non vi poteva pretendere né in virtù degli art. 42 e 49 della legge federale del 16 dicembre 2005 sugli stranieri (LStr; RS 142.20) né in base all'art. 50 LStr né, infine, in applicazione dell'art. 8 CEDU. Ha poi precisato che il fatto di aspettare un figlio dal suo nuovo compagno nulla mutava in concreto, poiché oggetto di disamina era il permesso concessole per vivere con il marito. Infine ha giudicato che il provvedimento impugnato rispettava il principio della proporzionalità.
C. Il 22 giugno 2011 A._, patrocinata da un avvocato, ha presentato dinanzi al Tribunale federale un ricorso sussidiario in materia costituzionale con cui chiede l'annullamento della sentenza cantonale e il rinnovo del suo permesso di dimora sino al 30 aprile 2012. In primo luogo fa valere che suo figlio è nato il 19 giugno 2011: essendo il bambino giuridicamente figlio del marito e avendo quindi la nazionalità svizzera, ella avrebbe diritto ad un'autorizzazione di soggiorno a titolo di ricongiungimento familiare. Adduce poi che quando saranno concluse le pratiche di disconoscimento di paternità avviate nel mese di maggio del 2011, che ella avrà ottenuto il divorzio dal marito e che si sarà risposata con l'attuale compagno e padre biologico del bambino dovrà essere valutato il suo diritto ad ottenere un permesso di dimora in virtù dell'art. 43 LStr. Nel frattempo afferma che da un punto di vista umanitario non si può pretendere che viaggi con un neonato e che, da questo profilo, la decisione impugnata viola gli art. 7, 9 e 11 Cost. Domanda infine che sia conferito l'effetto sospensivo al gravame e di essere posta al beneficio dell'assistenza giudiziaria con nomina di un avvocato d'ufficio.
Il Tribunale federale non ha ordinato uno scambio di allegati scritti.
Diritto:
1. Il Tribunale federale esamina d'ufficio e con piena cognizione la sua competenza (art. 29 cpv. 1 LTF), rispettivamente l'ammissibilità dei gravami che gli vengono sottoposti (DTF 136 I 24 consid. 1 pag. 43; 135 II 22 consid. 1 pag. 24; 135 III 1 consid. 1.2.1 pag. 4; 134 IV 36 consid. 1 pag. 37 con rispettivi rinvii).
2. 2.1 Giusta l'art. 113 LTF, il Tribunale federale giudica i ricorsi sussidiari in materia costituzionale interposti contro le decisioni cantonali di ultima istanza laddove non sia ammissibile il ricorso ordinario secondo gli art. 72 a 89 LTF. Oggetto del contendere è una decisione in materia di rifiuto del rinnovo di un permesso di dimora. In effetti, come constatato dalla Corte cantonale, siccome il permesso revocato era giunto a scadenza nel corso del procedimento cantonale, in proposito il ricorso era divenuto privo d'oggetto e rimaneva da esaminare la questione del rifiuto, implicito, del rinnovo dell'autorizzazione di soggiorno. Conformemente all'art. 83 lett. c n. 2 LTF, il ricorso in materia di diritto pubblico è inammissibile contro le decisioni in materia di diritto degli stranieri concernenti i permessi o autorizzazioni al cui ottenimento né il diritto federale né il diritto internazionale conferiscono un diritto.
2.2 Secondo l'art. 42 cpv. 1 LStr, i coniugi stranieri di cittadini svizzeri hanno di principio diritto al rilascio e alla proroga del permesso di dimora se coabitano o intendono coabitare con loro. La ricorrente, sposata con un cittadino svizzero dal 2009, può quindi invocare detta norma. Dal profilo della ricevibilità, la questione a sapere se i coniugi coabitino, oppure se sussistano gli estremi di cui agli art. 49 e 50 LStr, non è determinante (DTF 136 II 1 consid. 2.1.2 non pubblicato; sentenza 2C_388/2009 del 9 dicembre 2009 consid. 1). Siccome suo marito, cittadino svizzero, ha il diritto di risiedere stabilmente in Svizzera, ella può altresì richiamarsi al diritto al ricongiungimento familiare garantito dall'art. 8 CEDU. Dal profilo dell'ammissibilità del gravame, non occorre verificare se esso esista effettivamente (sentenze 2D_138/2008 del 10 giugno 2009 consid. 2.2 e 2D_98/2008 del 12 dicembre 2008 consid. 1.2). Poiché contro la sentenza impugnata è aperta la via ordinaria del ricorso in materia di diritto pubblico, il ricorso sussidiario in materia costituzionale (art. 113 segg. LTF) non entra in considerazione. L'impugnativa, presentata in tempo utile (art. 100 cpv. 1 LTF) da persona legittimata ad agire (art. 89 cpv. 1 LTF) è quindi ricevibile quale ricorso in materia di diritto pubblico.
2.3 Ciò non è invece il caso dei documenti allegati al gravame e concernenti la procedura di disconoscimento di paternità che configurano dei nuovi mezzi di prova, inammissibili ai sensi dell'art. 99 cpv. 1 LTF (DTF 135 V 194).
3. 3.1 Con il ricorso in materia di diritto pubblico può tra l'altro essere censurata la violazione del diritto federale (art. 95 lett. a LTF), nozione che comprende anche i diritti costituzionali dei cittadini (DTF 133 III 446 consid. 3.1 pag. 447 seg.). Di principio, il Tribunale federale applica il diritto d'ufficio (art. 106 cpv. 1 LTF). La violazione di diritti fondamentali è per contro esaminata unicamente se il ricorrente ha espressamente sollevato e motivato tale censura (art. 106 cpv. 2 combinato con l'art. 42 cpv. 2 LTF; DTF 134 II 244 consid. 2.2 pag. 246; 134 I 83 consid. 3.2 pag. 88).
3.2 Nel caso concreto la ricorrente censura la lesione degli art. 7, 9 e 11 Cost. senza tuttavia che le sue critiche rispettano i predetti requisiti di motivazione posti dall'art. 106 cpv. 2 in relazione con l'art. 42 cpv. 2 LTF: in proposito il ricorso è pertanto inammissibile.
4. 4.1 La ricorrente non rimette in discussione la sentenza impugnata riguardo al fatto che nulla può dedurre dagli art. 42 e 49 LStr, rispettivamente dall'art. 50 cpv. 1 lett. b LStr o dall'art. 8 CEDU oppure sulla questione della proporzionalità del provvedimento impugnato. In merito a questi aspetti, che non occorre più di conseguenza riesaminare in questa sede, ci si limita a rinviare ai pertinenti considerandi del giudizio contestato (cfr. sentenza cantonale pag. 5 segg. consid. 3.1 a 3.3, pag. 7 consid. 4).
4.2 In realtà ella fonda tutta la sua argomentazione sul fatto che ha partorito il 19 giugno 2011, sulla problematica della nazionalità del figlio (presunto figlio di suo marito e, quindi di nazionalità svizzera, ma per il quale è stata avviata una procedura in disconoscimento di paternità) e, infine, sulla circostanza che le sarebbe impossibile per diversi mesi viaggiare con un neonato. Sennonché sono tutti elementi posteriori alla sentenza querelata, motivo per cui non possono essere presi in considerazione (art. 99 LTF): in proposito il ricorso sfugge quindi ad un esame di merito.
A titolo abbondanziale va osservato che detti aspetti potrebbero tutt'al più dar luogo ad una domanda di riconsiderazione o di riesame.
4.3 Da quel che precede discende che l'impugnativa, in quanto ammissibile, risulta manifestamente infondata e può essere evasa secondo la procedura semplificata prevista dall'art. 109 LTF.
5. 5.1 Con l'evasione del ricorso, la domanda di conferimento dell'effetto sospensivo è divenuta priva d'oggetto.
5.2 La domanda di assistenza giudiziaria con nomina di un avvocato d'ufficio presentata dalla ricorrente non può trovare accoglimento, atteso che le sue conclusioni erano sin dall'inizio prive di probabilità di successo (art. 64 LTF). Le spese seguono la soccombenza (art. 66 cpv. 1 LTF). Non si assegnano ripetibili ad autorità vincenti (art. 68 cpv. 3 LTF).
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Nella misura in cui è ammissibile, il ricorso in materia di diritto pubblico è respinto.
2. La domanda di assistenza giudiziaria con nomina di un avvocato d'ufficio è respinta.
3. Le spese giudiziarie di fr. 800.-- sono poste a carico della ricorrente.
4. Comunicazione al patrocinatore della ricorrente, alla Sezione della popolazione del Dipartimento delle istituzioni, al Consiglio di Stato e al Giudice delegato del Tribunale amministrativo del Cantone Ticino, nonché all'Ufficio federale della migrazione.