Hijo del conocido escritor Miguel Delibes, se licenció en Ciencias Biológicas en la Universidad Complutense de Madrid en 1969, doctorándose en la misma en 1977. Es profesor de investigación del CSIC y desde 1988 hasta 1996 ha dirigido la estación biológica de Doñana. Es miembro de numerosas organizaciones científicas, fundador y presidente de la Sociedad Española para la Conservación y Estudio de Mamíferos, y colabora en numerosas revistas especializadas. Ha recibido numerosos premios nacionales e internacionales, como el Nacional de Medio Ambiente Félix Rodríguez de la Fuente.
Es autor de libros especializados, en especial de pequeños mamíferos, y de divulgación sobre la conservación de la naturaleza.