초창기에 미국중앙정보국(CIA) 국장을 지냈다(1953~61).

존 포스터 덜레스 국무장관의 동생으로 1916년 프린스턴대학교에서 문학석사학위를 받았고 1922년 국무부 근동국장(近東局長)에 임명되기까지 다양한 외교직을 거쳤다. 1926년 법률학위를 받은 뒤 베이징[北京] 주재 미국 대표부 참사관으로 있다가 형이 일하고 있는 뉴욕의 법률회사에 들어갔다. 덜레스는 미국이 제2차 세계대전에 참전하게 되자 정보기관인 미국 전략사무국(OSS)의 윌리엄 J. 도너번 대령에 의해 발탁되었다. 덜레스는 1942년 10월부터 1945년 5월까지 베른 주재 OSS 국장으로 있으면서 북이탈리아에 주둔한 독일군의 항복을 받아내는 데 중요한 역할을 수행했다.

덜레스는 1948년 미국의 정보체계를 감사하는 '3인위원회'의 위원장이 되었고 1951년 CIA가 설립된 후 월터 베델 스미스 장군 밑에서 부국장을 지내다가 1953년 드와이트 D. 아이젠하워 대통령에 의해 국장으로 임명되었다. 중앙정보국은 중요한 여러 작전, 특히 1953년 이란의 모하마드 모사데크 정권과 1954년 과테말라의 야코보 아르벤스정권을 전복시키는 데 공을 세웠고 니키타 흐루시초프가 스탈린을 격하시킨 1956년의 비밀연설문 입수에 성공했다(→ 아르벤스). 그러나 U-2 정찰기가 1960년 6월로 예정된 미·소 정상회담을 앞두고 소련 상공에서 격추되자 위신이 실추되었다.

존 F. 케네디 대통령은 그를 재임용했으나 1961년 4월 쿠바의 피그즈 만(灣) 침공작전의 실패에 책임을 지고 그해 가을 사임했다. 외교에 관한 여러 편의 기사와 책들 가운데 〈독일의 지하조직 Germany's Underground〉(1947)·〈정보기술 The Craft of Intelligence〉(1963)·〈비밀항복 The Secret Surrender〉(1966) 등이 유명하다.