Jules-Élie Delaunay nacque a Nantes nel dipartimento Loire-Atlantique e a vent'anni entrò nella École des Beaux-arts di Parigi, allievo di Hippolyte Flandrin e di Louis Lamothe. Nel 1856 vinse il secondo Prix de Rome e trascorse a Roma quattro anni. Durante il suo soggiorno romano si distaccò progressivamente dall'ideale della perfezione raffaellista per accostarsi maggiormente alla sincerità e alla severità della pittura quattrocentesca.
Fu comunque un pittore classico, e, pur mantenendo una precisa personalità, lavorò nella scia di Ingres.
Tornato a Parigi si andò specializzando nelle grandi composizioni pittoriche e per questo ricevette diversi incarichi importanti sia dalla Chiesa che dallo Stato.
Affrescò la chiesa di Saint Nicolas di Nantes, realizzò 5 pannelli (Apollo, Orfeo, Anfione) per l'Opera di Parigi, dipinse 12 tele per la sala del Consiglio di Stato del Palais Royal. Inoltre decorò la scala d'onore del Municipio di Parigi e, per la navata del Pantheon, compose vari pannelli rappresentanti la vita di Santa Genoveffa e di Attila. Per quest'ultimo lavoro Delaunay si impegnò talmente che, dopo 15 anni, l'opera era ancora incompiuta e tale è rimasta[1].
Nel 1879 fu eletto membro dell'Accademia di Belle arti e dieci anni dopo divenne Capo dell'atelier della Scuola superiore di Belle arti di Parigi.
Il Museo d'Orsay conserva di lui il quadro La peste a Roma e un nudo di donna intitolato "Diana".
Al Museo di Nantes è esposta la sua tela La lezione di piano.
Negli ultimi dieci anni di vita Delaunay si dedicò ai ritratti, e ciò fece aumentare di molto la sua popolarità.