К Анри Матиссу она попала случайно, прочитав осенью 1932 года на автобусной остановке в Ницце объявление, в котором какой-то совершенно неизвестный для неё художник искал себе помощника на неполный рабочий день и на несколько месяцев. В то время она плохо говорила на французском и не разбиралась в современной живописи, но всё-таки решила попросить место. Матисс отнёсся к ней доброжелательно и исправно платил за сверхурочную работу. Через полгода после окончания его работы над гигантским панно «Танец» (1931—1933), её рассчитали.. При этом она заняла у своего работодателя 500 франков, которые её любовник проиграл сразу же в казино. Лидия решила во что бы то ни стало отдать долг: сначала работая в ночном клубе, а затем намереваясь участвовать в одном из популярных в то время танцевальных марафонов. Про это узнал Матисс, сразу отправивший за ней машину. Прибыв к нему домой, Лидия категорически отказалась от того, чтобы художник простил ей долг, чем расположила к себе не только его, но и членов семьи, в том числе его больную жену, которой требовалась сиделка. «Гордую русскую» вновь взяли в семью Матисса, где она прожила более 20 лет — до самой смерти мастера.

Первоначально Матисс не обращал внимания на «ледяную принцессу» (в другом переводе «снежная королева»), как он её назвал, ни как на женщину, ни как на модель. Ему нравилось писать южный типаж — смуглых брюнеток (за исключением любимой дочери), а русская была высокой, стройной блондинкой с белой кожей. Через некоторое время его «суровый и проницательный взгляд» стал замечать её красоту, но она, по её словам, тогда не придала этому значения: «Хотя в начале нашего знакомства, когда я работала его помощницей, он и сделал с меня 3-4 рисунка, мне и в голову не приходило, что я когда-то снова буду позировать для него».

Про начало позирования для него она вспоминала, что это произошло неожиданно для неё. Как-то она беседовала с Амели и к ним присоединился Матисс с альбомом. Она сидела в своей любимой позе: опёршись руками на спинку стула и склонив голову. Вдруг Анри воскликнул: «Не шевелитесь!» и во время сеанса написал её портрет. После этого такие зарисовки стали продолжаться и он попросил её стать моделью Если в январе 1935 года Матисс не знал, в каком направлении движутся его художественные искания, то уже через несколько недель после того, как он сделал её первый портрет — «Синие глаза» (Балтиморский музей искусств) — он был полон сил и увлечённо стал писать С мая по конец октября 1935 года художник работал над картиной «Розовая обнажённая» (Балтиморский музей искусств), а Лидия терпеливо позировала ему, лёжа на сине-белом покрывале в клетку, закинув руку за голову и согнув ноги

С 1935 по 1939 год она была основной и практически единственной его моделью. С этого же времени она выполняла различную работу по дому: была сиделкой, моделью, секретарём, переводила для Анри статьи, занималась с ним английским языком, помогала в мастерской. Некоторое время она пыталась записывать его рассуждения об искусстве, но даже при его участии эта попытка оказалась неудачной. Амели, за которой Делекторская присматривала в качестве сиделки, была обеспокоена их отношениями и устраивала на протяжении нескольких месяцев скандалы. В 1939 году она всё-таки вынудила Матисса отказать Делекторской от дома. После этого Лидия пыталась застрелиться, выстрелив себе в грудь, но пуля попала в кость и застряла. Она говорила, что в сложившейся обстановке в семье Матиссов её не в чем упрекнуть, так как она не претендовала на любовь мастера.

После расставания Матисса с женой Делекторская стала едва ли не самым близким к нему человеком, администрировала его студию, присматривала за финансовыми делами. Вместе с ним она в октябре 1939 года перебралась из Парижа на Ривьеру. Во время Второй мировой войны она жила в доме Матисса в Ницце и Вансе. Она всячески подчёркивала своё подчинённое положение: носила передник, жила со слугами в мансарде, обращалась к нему только на «вы» и «патрон».

Летом 1945 года «мадам Лидия» поселилась с художником в Париже, находясь в довольно двусмысленном положении. Художника, как и его друга и соперника Пабло Пикассо, стали воспринимать как национальное достояние. Все многочисленные переговоры с коллекционерами, издателями и властями велись только через Лидию. После освобождения Франции она решила подарить России несколько его работ. Для этого она отобрала семь рисунков, достойных музейной экспозиции, и предложила ему посредством записки купить их по рыночной цене, без скидки на их отношения. Художник одобрил её выбор и добавил к ним ещё один бесплатно.
В 1952 году Матисс подарил ей одну из самых ценимых своих картин — «Натюрморт. Раковина на чёрном мраморе» (Государственный музей изобразительных искусств имени А. С. Пушкина, 1940). Это было сделано «в благодарность и в связи с 20-летием её верной и преданной мне службы, внёсшей такой вклад в моё творчество и так дополнившей его». Делекторская крайне щепетильно относилась к подаркам Матисса, а он старался как можно деликатнее их преподнести. Он стремился материально её обеспечить, так как было известно, что в завещании его музе ничего не будет предусмотрено. Обычно он преподносил ей свои творения дважды в году: на день рождения и Новый год.

3 ноября 1954 года художник скончался в Ницце от сердечного приступа в возрасте 84-х лет: это произошло на руках Лидии и дочери Маргериты. За день до этого Лидия пришла к нему после того, как помыла волосы и покрыла голову полотенцем. Смертельно больной художник посмотрел на неё, оживился и по её предложению решил написать несколько её рисунков. После того как она принесла бумагу с карандашом, он сделал с неё четыре наброска. Последний особенно ему понравился, и, рассмотрев его, он удовлетворённо сказал: «Хорошо!». Это была последняя работа в его жизни. Сразу после его смерти она ушла из дома, предоставив заниматься похоронами и его имуществом членам семьи

На протяжении ряда лет Лидия передала сотни работ, скульптур, ценных книг, связанных с Матиссом предметов, архивных материалов в ГМИИ и Эрмитаж.
В поздние годы Делекторская вела очень скромный образ жизни. Продала парижскую квартиру с условием, что она перейдёт в собственность покупателя после её смерти, и жила на полученные средства. Считалась одним из крупнейших специалистов по жизни и творчеству Матисса (по этим вопросам с ней консультировались искусствоведы), писала статьи.

Покончила жизнь самоубийством 16 марта 1998 года в Париже. Согласно её воле, её прах был привезён из Франции и погребён под Санкт-Петербургом, в Павловске. На памятнике были представлены слова Пикассо: «Матисс сохранил её красоту для вечности», а также текст, характеризующий её отношения с мастером: «Муза. Друг. Секретарь Анри Матисса».
Постскриптум; после смерти Матисса она попросила у России гражданство, но ей отказали..............?