Repérée au théâtre par Alain Resnais, la carrière de Delphine Seyrig prend un tournant décisif avec le succès du film L’Année dernière à Marienbad en 1961. Elle tourne ensuite sous la direction des plus grands réalisateurs et réalisatrices, notamment : Joseph Losey (Accident, Maison de poupée), William Klein (Qui êtes-vous Polly Magoo, Mr Freedom), François Truffaut (Baisers volés) Jacques Demy (Peau d’âne), Luis Bunuel (La Voie lactée, Le Charme discret de la bourgeoisie), Chantal Akerman (Jeanne Dielman), Marguerite Duras (India Song, Baxter Vera Baxter), etc…

Ses choix de carrière sont indissociables de son engagement fémininiste. Elle signe le Manifeste des 343 publié en avril 1971 dans Le Nouvel Observateur, et participe quelques mois plus tard à la Marche des Femmes. Membre du Mouvement de Libération des Femmes, elle prête son appartement pour filmer la première démonstration d’avortement organisée en 1972. Elle soutient les inculpées lors du procès de Bobigny aux côtés de Gisèle Halimi.

Avec Carole Roussopoulos, pionnière de la vidéo et activiste féministe, elle réalise deux films : Maso et Miso vont en bateau en 1975, et SCUM Manifesto l’année suivante.
Seule, elle réalise le documentaire Sois belle et tais toi (1981) dans lequel elle s’entretient avec des comédiennes françaises et américaines sur leur condition de femme au cinéma.

En 1982, elle fonde, avec Carole Roussopoulos et Ioana Wieder le Centre audiovisuel Simone de Beauvoir consacré à la conservation et la création des documents audiovisuels concernant l’histoire des femmes, leurs droits, leurs luttes, leurs créations.