Первая мировая война заставляет супругов переселиться из Парижа в Испанию и позже в Португалию, где они прожили шесть лет, с 1914 по 1920 год, и подружились со многими местными художниками. В Испании Соня Делоне знакомится с Игорем Стравинским, Сергеем Дягилевым, Вацлавом Нижинским. Для антрепризы Дягилева она создаёт эскизы костюмов и декораций к балету «Клеопатра» на музыку А. С. Аренского (Мадрид, Барселона; 1918). В 1916-м художница экспонирует в Осеннем салоне предметы прикладного искусства, выполненные с использованием приемов кубизма и орфизма. Проводит персональные выставки в Стокгольме (1916), Бильбао (1919), Берлине (1920). В этот период Соня берётся буквально за всё: создает модели одежды и обуви, рисунки к игральным картам, силуэты автомобилей, театральные костюмы. Она ткёт ковры, иллюстрирует книги. Без труда переключается с одного вида деятельности на другой, и всё ей удаётся.

      В 1920 году супруги Делоне возвращаются в Париж. В 1923-м вместе с В. С. Бартом и Х. Грановским Соня Делоне осуществляет постановку пьесы Тристана Тцара «Воздушное сердце». В 1925-м участвует в Международной выставке декоративного искусства вместе с Александрой Экстер, Натаном Альтманом, Давидом Штеренбергом. Соня Делоне становится крупнейшим мастером «ар-деко», её находки начинают широко использоваться в дизайне, керамике, сценографии, рекламе. Она разрабатывает рисунки тканей для лионских фабрик, в 1924 году открывает вместе с Жаком Хеймом ателье мод «Симультанистский