杜元载出生于湖南省
溆浦县一个农家。其家族虽是偏居农村，但家风淳厚。其父“见不善，则畏之如陷阱；小有失，辄惶恐不自容”。受家风影响，杜元载天性仁厚，刚毅木讷，又加上自幼聪明，“长益颖异”，深受父亲钟爱。1922年杜元载以优异的成绩考取
北京师范大学研究科第四班。北京师范大学教育系毕业后，杜元载先是到湖南第二师范学校任教，后赴美国留学，相继获得美国明尼苏达州立大学教育学硕士、美国私立西北大学法学博士学位。
1928年回国后，杜元载应河南中山大学校长邓萃英之邀，任河南中山大学法科教授兼法科主任。1930年河南大学法科改为法学院后，他成为
河南大学历史上第一任法学院院长。在任河南大学法科主任、法学院院长期间，杜元载不仅知人善任，聘请名师出任该院法律、政治、经济系主任，同时还聘请河南省高等法院、开封地方法院等界名流充任教师，加强理论教学与实践的联系。此外，他还亲自制定课程，辅导青年教师教学，组织师生开展各类活动，为学生谋划出路，使法学院三个学系师生亲如一家。为培养师生学术研究能力，杜元载多方筹措经费，组织创办了《法学季刊》，使法学院师生有了属于自己的创作小园地。除在法学院任课并担任院长外，杜元载还在教育学系兼职授课。因其教育学生有方，时任教务主任的黄际遇力请他撰写《论文作法指导》，刊印分发全校各院系高年级学生研读，作为学生毕业论文写作的参考。
离开河南大学后，杜元载先后在北京师范大学、北京大学、湖南大学、四川省立教育学院、南京中央大学、
国立西南联合大学、西北大学等校任教授、系科主任、教务长、院长等职。1949年杜元载携家眷去台湾，历任台湾考试院分类计划委员会主任秘书、考选部司长、司法行政部司长等职。1958年他出任
台湾师范大学校长、教育学专业博士研究生导师。担任校长10年间，杜元载锐意改革，一方面延揽优秀师资到校任教，另一方面密切与国外名校的交流与合作，服务地方经济发展，使台湾师范大学很快发展成为享誉国内外的著名大学。河南大学旅台校友会成立后，杜元载长期兼任校友会常务理事。
杜元载虽出身法学界，但研究却不局限于法学，在教育学方面同样有卓越的成绩。其学术专著主要有《中国刑法研究》、《教育测验与统计》、《社会教育》、《杜威教育哲学》等，他散载于报章杂志的论著则有《教育家的泰戈尔》、《论梵蒂冈罗马教皇在国际法上之地位》、《从法律观点论志愿迁俘原则》、《今日中国青年努力方向》、《社会的科学研究》、《儒家学说与现代思潮》、《五十年来的中国教育》等。从这些论著不难看出其开阔的学术视野，以及作为学人的社会责任感。