Deilingen liegt im äußersten Norden des Landkreises Tuttlingen, eingebettet in ein Hochtal an der Schwäbischen Alb. Die Gemarkung reicht von 790 bis über 1000 Meter Höhe und wird von markanten Bergen wie dem Ortenberg und dem Oberhohenberg umrahmt. Im Westen grenzt die Gemeinde an Schömberg, im Norden an Weilen unter den Rinnen und Ratshausen, während im Osten Obernheim und im Süden Wehingen und Gosheim benachbart sind.
Erstmals taucht der Ort in einer Urkunde des Klosters St. Gallen aus dem Jahr 786 auf. Deilingen und der Weiler Delkhofen gehörten lange zur Grafschaft Hohenberg, bevor sie 1381 zu Vorderösterreich kamen. Nach der Mediatisierung 1805 fiel das Gebiet an Württemberg und wurde später dem Oberamt Spaichingen zugeordnet. Die heutige Gemeinde entstand 1935 durch die Zusammenlegung von Deilingen und Delkhofen, nachdem jahrhundertelang Köhlerhandwerk und Landwirtschaft das Leben prägten.
Heute ist Deilingen Teil des Naturparks Obere Donau und des Tourismusgebiets „Region der 10 Tausender“. Der Fernmeldeturm, einst wichtiger Sender für Fernsehprogramme, dient heute anderen Funkdiensten. Die Gemeinde ist stolz auf ihre Vereine, darunter eine mit dem Eichendorff-Plakette ausgezeichnete Ortsgruppe des Schwäbischen Albvereins. Persönlichkeiten wie der Maler Thomas Hak oder der im KZ Dachau inhaftierte Geistliche Franz Weinmann stammen von hier.