Alain-Fabien Delon est né le 18 mars 1994 à Gien, dans le Loiret. Il est le fils d’Alain Delon et du mannequin néerlandais Rosalie van Breemen. Il est le frère d’Anouchka et d’Anthony Delon. Il grandit avec sa sœur aînée, Anouchka Delon, à la propriété familiale, au domaine de Douchy. À ses huit ans, ses parents se séparent après quinze ans de vie commune. Il effectue alors sa scolarité aux Pays-Bas, auprès de sa mère. Il passe la majeure partie de son enfance loin de son père, qu’il ne voit que les étés. En 2010, il renoue finalement avec Alain Delon et l’acteur décide de scolariser son fils dans une école privée en Suisse. En 2013, il quitte la Suisse pour rejoindre Paris et fait ses premiers pas au cinéma avec le film de Yann Gonzalez, « Les rencontres d’après minuit ». Trois ans plus tard, il fait une courte apparition dans la série « Capitaine Marleau ». En 2019, il se lance dans l’écriture en publiant son premier ouvrage intitulé « De la race des seigneurs ». L’année suivante, il est de retour devant la caméra avec la série « Grand Hôtel ».
Alain-Fabien a vécu une histoire d’amour avec l’ancienne candidate de télé-réalité, Capucine Anav. Depuis, l’acteur reste très discret sur sa vie privée.
