Era tio da atriz Maria Cláudia, e foi casado por mais de dez anos com a cantora Marlene, Rainha da Rádio Nacional, com quem teve seu único filho, Sérgio Henrique. Como comediante, integrou o elenco de vários humorísticos da Rede Globo, trabalhando com Chico Anysio e Jô Soares em seus respectivos programas: Chico City e Viva o Gordo, além de Satiricom e Planeta dos Homens. Fez parte também do elenco de apoio da Escolinha do Professor Raymundo na década de 1990, como o Xavier, o diretor da escola que tinha um tique nervoso "coça-coça".
Na TV, o ator atuou em novelas e minisséries, como Bicho do Mato, de 1972, e Anos Dourados, de 1986. No cinema, Luís Delfino participou de diversos filmes, destacando-se sua participação de Os Trapalhões em Ali Babá e os 40 Ladrões, de 1972.

Cônjuge: Marlene (de 1952 a 1963)