杜延年出身官宦家庭。昭帝时,其初任军司空。始元四年(公元前83年)以校尉率南阳兵卒平定益州蛮,以军功迁任谏大夫。又因揭发燕王旦、上官桀谋逆有功,封建平侯,擢任太仆右曹给事中。当时大将军霍光持刑严厉,杜屡次建议以俭约宽和顺天悦民,被霍光采纳。因在迎立宣帝事件中有功,迁任太仆,居九卿位十余年。杜熟谙朝政,深得宣帝信用。霍光死后,其子霍禹等谋反事发,杜受牵连被免官。不久,复任北地太守,后迁西河太守。五凤(公元前57年—前54年)年间,任御史大夫,卒谥敬侯[2]。
杜延年曾订过一份律法,后世称“小杜律”[3]。