Nacida Nathalie Dalain en París (1973), de madre francesa y padre libanés. Pasa su infancia en Beirut. De regreso a Francia, en 1983, se desarrolla el episodio que cambia su vida y marca toda su obra: delante de ella su padre mata a su madre y después se suicida. Va entonces a vivir primero con sus abuelos y después con sus tíos. Queriendo ser profesora como su madre, se matricula en la facultad de Letras de Nanterre, pero, decepcionada por el sistema universitario, la abandona una vez obtenida la diplomatura para trabajar en bares de alterne y escribir. Colabora con su propio nombre en Le Matricule des anges y con el nombre de Chloé Delaume en EvidenZ, revista fundada por Mehdi Belhaj Kacem (su marido hasta 2002).

De este modo Chloé Delaume se convierte en novelista, performer, música y letrista en ocasiones. Su nombre adoptado procede de la protagonista de la novela de Boris Vian, La espuma de los días (Chloé), y de la traducción que hizo Artaud de Alicia, L’arve et l’aume (Delaume). En 2000 aparece su primera novela, Les Mouflettes d'Atropos, seguida de El grito del reloj de arena (premio Diciembre en 2001) y de La Vanité des somnambules (2003) en las que ejerce la autoficción, género al que permanece más o menos fiel y que afronta teóricamente en su última obra publicada en 2010, La règle du je.