杜范，少时师从祖杜烨和杜知仁。南宋嘉定元年（1208）进士，历任金坛县尉，婺州司法参军，安吉司理参军，户部架阁文字，大理寺司直，军器局监正。端平二年（1235）十二月，任监察御史，弹劾右丞相郑清之“不量非才，妄邀边功，用师河洛，兵民死者数十万。”次年任太常少卿，面对朝政日坏，向理宗上疏“毋以小恩度大谊，毋以私情挠公法。严制宫掖，不使片言入於阃；禁约阉宦，不使谗谄得以售其奸。”朝中权奸当政，杜范五上归田之表，理宗皆不允。同年十月，任秘书监兼
崇政殿说书。时蒙古军进犯江陵，杜理宗准奏，江陵解围。十二月，杜范复任御史。对于理宗纵情声色，任用权奸，大讲道学，直谏说；“陛下外有好谏之名，内有拒谏之实，天下岂有虚名可以盖实哉。”面对襄蜀俱坏，江陵孤危，两淮震恐局面，朝政被郑清之父子把持，陷害无辜，招权纳贿，勾结蜀师赵彦呐丧师害国，杜范始而忧心忡忡，继而拍案而起，与太学诸生再三弹劾郑清之、李鸣复等人。杜范说：“鸣复不去则臣去。”理宗不纳所言，杜范拒入台官任职。
嘉熙元年（1237）元月二日，杜范渡江归家。理宗闻后愕然，谕使至黄岩劝返，杜范力辞。理宗无奈，将
签书枢密院事李鸣复调任知州。嘉熙二年冬，杜范任江西宁国知州。时逢大旱绝粮，杜范即发常平仓米粟4000斛救济，并以礼延请城中富户开仓。两淮饥民闻讯而来，饥民首领张世显率3000余聚集城外。杜范设计擒斩张世显，放粮救众，遣散饥民。嘉熙四年六月，回京任吏部侍郎兼中书舍人。次年四月，任兵部尚书，礼部尚书兼中书舍人。六月，理宗命近臣祷雨于天地、宗庙、社稷、宫观。七月，杜范上疏；“天灾固有，然宫中宴赐，未有贬损；左右嫱嬖，未有放遣；貂珰近习，未有斥逐；女冠请谒，未有屏绝。命令朝更夕变，纲纪荡废不存，陛下盍亦震惧自省！”理宗下诏；“中外臣庶，各悉力尽思，以陈持危制度之策。”
淳祐二年（1242）六月，任端明殿学士、同签枢密院事。2年后任同知枢密院事。李鸣复回京任参知政事，杜范不屑与李一殿为臣，出京而去。理宗急遣中使召回，敕诸城门不准出城。太学诸生闻讯，上书理宗挽留，并斥右丞相史嵩之与李鸣复权奸误国。史嵩之唆御史刘晋之、赵伦等并论杜范与李鸣复。理宗将李鸣复改任知州，杜范以原职提举洞霄宫。十月诏回杜范任旧职。不久史嵩之丁忧去职，贤臣陆续起用。
淳祐四年（1244）十二月，杜范任右丞相兼枢密使，范钟任左丞相。两人同心协力整肃朝纲，选拔贤才，驱逐史嵩之党羽全渊、濮斗南、刘晋之、郑起潜等。次年二月，理宗亲书“开诚心，布公道，集众思，广忠益”赐杜范。杜范上疏五事：“正治本，肃宫闱，择人才，惜名器，节财用。”理宗命杜范制订政令，杜范又上十二事定国本系人心，以挽宋室。
江陵守将孟珙，拥重兵久居江淮，朝廷素疑难制。杜范为相后，孟珙写书来贺。杜范复信说：“古人谓将相调和则士豫附，自此相与，同心殉国。若以术相笼，非某所屑也。”孟珙说：“今蒙推诚相许，与前人以术相驭万万不侔，愿效死不辞。”蒙古军大举入侵，杜范命淮扬、鄂渚二帅东西夹攻，合肥、寿春解围。
淳祐五年（1245）四月，杜范病逝，终年64岁。理宗辍朝减膳3日，赠少傅，谥“清献”。五月归葬，灵车所过，聚祭巷哭。七月，葬黄岩县西70里靖化乡黄杜岭（今牌门）。
车若水：“元元含望久，及是事方新。四海看更化，皇天忍误人。”
黄震：“端平大坏之余，方得正人如杜公，我理宗方倾心仰成，众弊方条陈更革，边将亦方洗心听命，乃才八十日而终。呜呼，其所关系何如哉！”
脱脱、
阿鲁图等：“杜范在下僚，已有公辅之望，及入相未久而没。”
蔡东藩：“宋廷非无贤将相，如杜范、
吴潜、
董槐等，皆相才也，
孟珙、
余玠、
马光祖、向土璧、
王坚等，皆将才也，若乘蒙古之有内乱，急起而修政治，整军实，勉图安攘，尚不为迟。”
杜范去世后，葬于
黄岩县西七十里靖化乡黄杜岭（今浙江省台州市
黄岩区宁溪镇
牌门村）。2006年12月，“宋少傅清献杜公墓”碑被发现。