Diplômée de la Femis, Delphine Gleize remporte le César du Meilleur court métrage en 2000 pour sa première œuvre réalisée en 1998, Sale battars. Habituée cannoise, elle présente en 1999 son court Un château en Espagne à la Quinzaine des Réalisateurs, puis Les Méduses à la Semaine de la Critique en 2000 avant de concourir pour son premier long métrage Carnages, dans la section Un Certain Regard en 2002.

Avec L'Homme qui rêvait d'un enfant (2007), un drame interprété par Artus de Penguern et Darry Cowl - dont c'est le dernier rôle-, la cinéaste revient sur un thème qu'elle avait déjà abordé dans son film précédent, à savoir la place de l'enfant dans son rapport à l'adulte. La même année, Jean Rochefort lui propose de réaliser avec lui Cavaliers seuls, un documentaire centré sur le milieu équestre et plus précisément sur la relation entre un jeune prodige et un ancien champion de saut d'obstacles. Par la suite, la réalisatrice cherche à dépeindre une autre belle rencontre dans son film de fiction La Permission de minuit, qui retrace l'amitié entre un médecin (Vincent Lindon) et un adolescent atteint d'une maladie génétique rare.