Né à Tarbes (Hautes-Pyrénées) le 4 décembre 1932, Louis Deghelt est le fils d'un chanteur d'opéra. Étudiant en philosophie, il délaisse les études pour la chanson sur les conseils de Félix Leclerc et Henri Salvador et commence à se produire dans les cabarets parisiens en 1951.
Après un épisode radiophonique avec Jean Nohain et le service militaire, c'est sous le nom de François Deguelt qu'il chante les succès « Coquette » et « Vie quotidienne » à Bobino et à l'Olympia, sous l'influence revendiquée de Jacques Brel. En 1956, il obtient le Prix de l'Académie Charles-Cros, puis se présente au concours de l'Eurovision en 1960 (il termine 3ème) et en 1962 (2ème avec « Dis rien ») sous les couleurs de la Principauté de Monaco.
En 1965 survient l'énorme succès du slow « Le Ciel, le soleil et la mer » vendu à plusieurs millions d'exemplaires. Malgré diverses tentatives (« C'était nous », « Paris c'est trop loin de la mer », « La mélancolie », « Passez la monnaie »...) et un dernier simple, « Le Bal de la marine » en 1968, François Deguelt ne parvient pas à reconquérir un public qui l'oublie progressivement.
Après un divorce avec la comédienne Dora Doll et une reconversion en gérant du cabaret montmartrois Chez ma cousine, François Deguelt prend le large. Il vit sur un bateau amarré dans le port de Sainte-Maxime (Var) mais passe la plupart du temps à voyager entre les îles Marquises et Madagascar. En 2006, il effectue un retour sur scène à la faveur de la tournée Âge tendre et tête de bois qu'il présente. Le 22 janvier 2014, François Deguelt décède des suites d'un cancer à l'âge de 81 ans.