2010 Delta объявляет программу обновления обслуживания на десятилетие. Планирует инвестировать более $ 2 млрд. до 2013 года для улучшения обслуживания клиентов, включая установку новых комфортабельных сидений и персональных, встроенных в каждое сиденье мониторов на борт всех широкофюзеляжных самолетов, добавив больше мест первого класса для региональных самолетов Delta Connection, ремонт и открытие новых аэроклубов Delta. Также планировалось добавить места первого класса на внутренних магистральных рейсах. Завершает Northwest Airlines Airport интеграции системы бронирования на технологической основе Delta без перерывов в обслуживании. Получает разрешение Министерства транспорта США на начало международных полетов в аэропорт Ханеда в Токио. Планирует выделить $ 1,2 млрд. на обновление и расширение помещения международного аэропорта Джона Ф. Кеннеди в Нью-Йорке. Запуск первой в отрасли социальной программы, которая позволяет клиентам приобрести билеты непосредственно через Facebook и другие социальные сети. Празднует 10-летие альянса SkyTeam.
В 2004 году Дельта предприняла попытку избежать банкротства и объявила о реструктуризации компании, включая сокращение рабочих мест и введение около ста новых рейсов из Атланты, в результате чего главный хаб авиакомпании должен был заработать в более ритмичном режиме в течение всего дня. Это начинание Дельты было известно как «Операция ClockWork». Кроме этого, в середине 2004 года авиакомпания объявила о закрытии своего хаба в Международном аэропорту Даллас/Форт-Уэрт, что и было сделано 31 января 2005 года. В кризисный период пилоты авиакомпании согласились на снижение почасовой ставки оплаты труда на 32,5 % для того, чтобы предотвратить грядущее банкротство компании.
5 января 2005 Дельта вносит радикальные изменения (SimpliFare) в свою тарифную политику, поскольку цены авиакомпании на тот момент выше средних по стране минимум на 50 %, новые цены составили 499 долларов в экономическом и 599 долларов в первом классе на рейсах внутри страны. Однако, из-за сохраняющихся высоких цен на топливо, в июле 2005 года компания была вынуждена снова поднять тарифы на 100 долларов: до 599 и 699 долларов в экономическом и первом классах соответственно. Тарифы авиакомпании постоянно находятся в стадии изменения вкупе с динамичным изменением цен на блоки мест с самыми низкими тарифами. Дельта также ввела в действие систему «подтверждения в любой день», используя которую пассажир за 25 долларов мог перебронировать своё место на другой рейс. В августе 2007 стоимость этой услуги выросла до 50 долларов.
В том же 2005 году авиакомпания вводит новый беспосадочный рейс Атланта-Пекин, который начинает выполняться в марте 2006 года. Однако в дальнейшем права на обслуживание китайских маршрутов отходят авиакомпаниям American Airlines и Continental Airlines, выполняющим прямые рейсы из своих хабов в Чикаго и Ньюарке соответственно.
15 августа 2005 года Дельта, вместе с подачей сведений в Федеральную Комиссию по торговле ценными бумагами, объявила о завершении сделки по продаже своего подразделения Delta Connection — Atlantic Southeast Airlines (ASA) авиакомпании SkyWest. Сумма сделки составила 425 млн долларов США наличными, сама продажа проходила в рамках попыток Дельты избежать банкротства, поскольку аналитики в один голос утвреждали, что SkyWest не может заплатить реальную стоимость ASA, оцениваемую в 700—800 млн долларов США.
7 сентября 2005 авиакомпания объявила о сокращении 26 % своих рейсов из её главного хаба в Цинциннати и переводе рейсов в главные хабы Атланты и Солт-Лейк-Сити. Это решение оставило без работы около 1000 человек. Кроме того, в надежде получения дополнительных прибылей, Дельта заявила о дальнейшем наращивании объёмов перевозок в страны Европы и Латинской Америки.
Все попытки Дельты стабилизировать финансовую ситуацию в конечном итоге привели к тому, что 14 сентября 2005 года впервые за всю свою 76-летнюю историю и на основании 11-й Главы Кодекса США о банкротстве авиакомпания объявила себя банкротом. Задолженность компании составила 20,5 млрд долларов США, из них 10 млрд долларов образовались с января 2001 года.
22 сентября 2005 года Дельта объявила о начале проведения ускоренной реструктуризации своих активов, в результате которой расходы компании к 2007 году должны будут сократиться до 3 млрд долларов США в год, из них 970 млн долларов — за счёт сокращения издержек по займам, аренде и в результате смены воздушного флота. Оклады работников компании должны быть сокращены как минимум на 9 %, причём на 15 % сокращались выплаты руководящему составу и на 25 % генеральному директору Джеральду Гринштейну (Gerald Grinstein).
В декабре 2005 году пилоты авиакомпании согласились на дополнительное временное снижение оплаты труда на 14 %. Кроме того, компания планировала уволить от 7 до 9 тысяч сотрудников при общем штате в 52 тысячи работников.
Что касается своих маршрутов перевозок, авиакомпания запланировала изменить её структуру путём усиления нагрузки на главные хабы в Атланте, Цинциннати, Нью-Йорке и Солт-Лейк-Сити, снизить внутренние перевозки на 20 %, а количество прибыльных международных рейсов (в частности, в страны Карибского бассейна, Европы и Азии) увеличить на 25 %. В 2006 году компания приобрела права на совместные с United Airlines рейсы между Нью-Йорком и Лондоном.
7 марта 2006 года Дельта объявила о сотрудничестве в рамках бренда Delta connection с региональной компанией Mesa Air Group, выполняющей рейсы по всей северо-восточной части страны, тем самым серьёзно увеличив нагрузку на свои магистральные рейсы из главного хаба в Нью-Йорке, а также о введении новых внутренних рейсов из другого главного хаба в Солт-Лейк-Сити.
9 ноября 2006 года авиакомпания пригласила обратно около 1000 ранее уволенных бортпроводников, а также объявила в конце декабря 2006 года о том, что завершила приглашения всех уволившихся ранее пилотов и поэтому впервые за последние пять лет начала набор пилотов со стороны.
В конце 2006 — начале 2007 годов холдинг US Airways Group авиакомпании US Airways озвучил свои намерения приобрести авиакомпанию Delta Air Lines. Объединённая компания получила бы новое название Delta. Предложение позднее было отозвано, поскольку не получило поддержки от основных кредиторов Дельты и было негативно воспринято в её управляющем корпусе.
15 ноября 2006 агентство Блумберг сообщило о попытке US Airways Group поглощения Дельты за 8 млрд долларов, однако генеральный директор Дельты заявил, что в интересах кредиторов авиакомпании будет сохранение её в качестве независимого, самостоятельного перевозчика. В течение следующих дней Дельта активно начала выстраивать защиту от попыток поглощения.
Профсоюз работников авиакомпании крайне скептически отнёсся к заявлениям руководства US Airways о сохранении в случае слияния компаний всех рабочих мест и уверениях в более безопасном будущем объединённой авиакомпании. Сотрудники стали носить наглядную агитацию с призывами сохранить независимость Дельты и устраивать акции по информированию общественного мнения о своём несогласии с предлагаемым поглощением компании.