Антон Антонович Дельвиг родился в Москве, в семье генерал-майора, происходившего из обедневшего рода прибалтийских немецких баронов. Семья была настолько обрусевшей, что Дельвиг даже не знал немецкого языка. Отец, Антон Антонович Дельвиг (17.6.1773 — 8.7.1828) — офицер, майор Астраханского полка, генерал-майор (1816). Мать — Любовь Матвеевна Красильникова (ум. 1859) была внучкой русского ученого-астронома.
В 1811 году Дельвиг поступил в Царскосельский лицей; учился он лениво, но рано начал писать стихи, и уже в 1814 году они появились в печати, в «Вестнике Европы» («На взятие Парижа» — за подписью Русский).
Кончил курс с первым выпуском лицея, в 1817 г., и к выпуску написал стихотворение «Шесть лет», которое было напечатано, положено на музыку и неоднократно пелось лицеистами. Служил в департаменте горных и соляных дел, оттуда перешёл в канцелярию Министерства финансов; с 1821 по 1825 г. был помощником библиотекаря (И. А. Крылова) в Императорской публичной библиотеке. Затем до смерти своей служил в Министерстве внутренних дел. Умер от тифа («гнилой горячки») в 32 года. Похоронен на некрополе мастеров искусств Александро-Невской лавры.
Стихотворения свои он печатал в «Росском музеуме» (1815), «Новостях литературы», «Благонамеренном», «Соревнователе просвещения» и альманахах 1820-х гг.
В 1825 году Дельвиг женился на Софье Михайловне Салтыковой, и их дом стал одним из литературных салонов Петербурга. На литературные вечера, на которые собирались друзья поэта: Пушкин, Жуковский, Баратынский, Плетнев, Языков. В это же время он начал издательскую деятельность: в 1825—1830 гг. вместе с О. М. Сомовым он выпустил 7 книжек альманаха «Северные цветы», альманах «Подснежник» на 1829 год, а с 1830 г. предпринял издание «Литературной газеты», которое продолжалось после его смерти.
«Ленивый баловень» и в школе, и в служебной деятельности, Дельвиг столь же беспечно относился и к своей музе. Писал он очень мало. Лени, вероятно, немало способствовала и тучная фигура поэта.
Тем не менее, он не был свободен от увлечений; предметом одного из них была С. Д. Пономарёва, которой он посвятил несколько стихотворений. Поэзия Дельвига развивалась по двум направлениям. С одной стороны, он стремился быть эллином и в подражание древним писал антологические стихотворения, идиллии во вкусе Феокрита и т. п.; с другой — он увлекался русской народной поэзией и подражал народной лирической песне, иногда не без успеха. И тут, и там, однако, у него звучат немецкое сентиментальное добродушие и немецкая же меланхолическая задумчивость, присоединяющая его к школе романтиков. Стихи Дельвига гладкие и старательные, но не смелые и не яркие.
Уже при жизни поэта его стихи перелагались на музыку Даргомыжским, Варламовым, Глинкой, Алябьевым. Пожалуй, самым известным его произведением стал романс «Соловей», положенный на музыку А. Алябьевым и дополненный вариациями М. Глинки; романс живет уже около двух столетий и среди его исполнительниц самые выдающиеся певицы.
Известны слова Пушкина на смерть А.Дельвига: «Грустно, тоска. Вот первая смерть мною оплаканная… никто на свете не был мне ближе Дельвига», — писал Пушкин Плетневу, получив в Москве известие о смерти своего друга; «Смерть Дельвига нагоняет на меня тоску. Помимо прекрасного таланта, то была отлично устроенная голова и душа незаурядного закала. Он был лучшим из нас. Наши ряды начинают редеть». (Пушкин — Е. М. Хитрово. 21 января 1831 г.); «его жизнь была богата не романическими приключениями, но прекрасными чувствами, светлым чистым разумом и надеждами» (Пушкин — из письма П. Плетневу 31 января 1831 г.). Пушкин же отмечал творчество Дельвига: «Идиллии Дельвига…, — писал Пушкин, — удивительны. Какую должно иметь силу воображения, дабы из России так переселиться в Грецию, из 19 столетия в золотой век, и необыкновенное чутье изящного, дабы так угадать греческую поэзию сквозь латинские подражания или немецкие переводы, эту роскошь, эту негу греческую, эту прелесть более отрицательную, чем положительную, не допускающую ничего запутанного, темного или глубокого, лишнего, неестественного в описаниях, напряженного в чувствах…».