Après des études d’architecture à l’École nationale supérieure des beaux-arts de Paris et de stylisme à l’École de la chambre syndicale de la couture parisienne, Jean-Jacques Delmotte décide de se consacrer aux costumes de scène. Il travaille d’abord pour le théâtre et la danse contemporaine, puis se tourne vers l’opéra. Il rencontre Laurent Pelly en 2000 et collabore depuis lors avec lui pour la plupart de ses projets, coconcevant les costumes de plus de vingt-cinq de ses nouvelles productions, comme La Cenerentola (Rossini) à Amsterdam, Genève, Valence et Los Angeles, Falstaff (Verdi) à Bruxelles et Tokyo, Les Noces de Figaro (Mozart) à Santa Fe et Matsumoto (Japon). Parmi leurs réalisations récentes, citons Les Maîtres chanteurs de Nuremberg (Wagner) et Le Turc en Italie (Rossini) au Teatro Real de Madrid, Eugène Onéguine (Tchaïkovski) à la Monnaie de Bruxelles et à Copenhague, La Périchole (Offenbach) au Théâtre des Champs-Élysées, Lakmé (Delibes) à l’Opéra-Comique (Paris), Le Songe d’une nuit d’été (Britten) à Lille et La Voix Humaine et Les Mamelles de Tirésias (Poulenc) au Festival de Glyndebourne (Prix de la meilleure production aux International Opera Awards 2022).
En parallèle, Jean-Jacques Delmotte conçoit aussi des costumes pour d’autres metteurs en scène, comme Timothy Sheader, Yves Lenoir et Julien Chavaz : pour Yves Lenoir, il dessine par exemple les costumes de Nabucco (Verdi) et Les Capulet et les Montaigu (Bellini) au Théâtre Orchestre Bienne Soleure, ceux de Jeanne d’Arc (Verdi) et Jenůfa (Janáček) au Théâtre Orchestre Bienne Soleure et à l’Opéra de Tours et ceux de Jenůfa à l’Opéra de Dijon. Ses projets actuels comprennent Don Pasquale (Donizetti) à l’Opéra national de Lorraine et à l’Opéra de Lausanne avec Timothy Sheader, La Ville morte (Korngold) à l’Opéra national de Corée et Rigoletto (Verdi) à l’Irish National Opera et l’Opéra de Santa Fe avec Julien Chavaz, et Macbeth (Verdi) au Théâtre Orchestre Bienne Soleure avec Yves Lenoir.

À l’Opéra de Lyon, il a collaboré avec Laurent Pelly pour Viva la Mamma! (Donizetti), Le Comte Ory (Rossini), Barbe-Bleue, Le Roi Carotte, La Vie parisienne et Les Contes d’Hoffmann (Offenbach).