1925년 3월 2일 목화 바구미 퇴치를 위한 세계 최초의 항공 방제 회사 Huff Daland Dusters가 조지아주 메이컨에서 설립됐다(Delta History). 1929년 Delta Air Service로 이름을 바꾸고 첫 여객 비행을 시작했으나 1930년 10월 항공우편 계약 실패로 여객 서비스가 중단됐다. 1934년 항공우편 노선 24를 확보하며 여객을 재개했고, 1945년 사명이 Delta Air Lines, Inc.가 됐다.
1953년 Chicago and Southern Air Lines를 인수해 카리브해와 카라카스로 가는 첫 국제선을 얻었고, 1955년 애틀랜타를 축으로 허브 앤 스포크 체계를 넓혔다. 1959년 DC-8 제트 서비스의 첫 운항사가 됐고, 1987년 Western Airlines 합병으로 미국 4위, 1991년 파산한 Pan Am의 대서양 노선 대부분을 인수하며 글로벌 항공사가 됐다. 2000년에는 대한항공 등과 스카이팀을 창립했다.
2005년 9월 14일 연료비와 부채, 연금 의무로 파산법 11조 보호를 신청했고, 2007년 US Airways의 적대적 인수를 막아내며 파산에서 벗어났다. 2008년 Northwest Airlines 합병 발표로 당시 세계 최대 항공사가 됐다. 2020년 팬데믹으로 2분기 순손실 57억 달러, 매출 88% 감소를 기록했고, 2026년에도 회복이 이어지는 가운데 리더십 변화를 발표했다.
✦방제 비행기로 시작한 회사가 파산과 합병을 오가며 규모로 버티는 법을 반복해서 익혔다.