凤尾香罗薄几重，碧文圆顶夜深缝。
扇裁月魄羞难掩，车走雷声语未通。
曾是寂寥金烬暗，断无消息石榴红。
斑骓只系垂杨岸，何处西南任好风。(任 一作：待)
早年经历
杜正伦在隋朝仁寿年间与兄长杜正玄、杜正藏一同考中秀才。他善写文章，精通佛典，后被授为羽骑尉。隋代仅有秀才十余人，而杜家却一门三秀才，因此受到时人称道。唐朝武德年间，杜正伦担任齐州总管府录事参军，后被秦王李世民（即后来的唐太宗）招纳，进入秦王府文学馆。
累职升迁
贞观元年（627年），尚书右丞魏徵上表举荐杜正伦，称其才能古今无比。唐太宗遂擢升杜正伦为兵部员外郎，并对他道：“我让大臣推荐行能出众之人，并不是我偏爱这种人，而是因为他们对百姓有益处。而对于宗室勋臣中品行才干不佳的人，我绝对不会任用他们。我现在任用你，是因你忠诚正直，希望你能称职。”
贞观二年（628年），杜正伦又改任给事中，负责记载《起居注》。唐太宗曾道：“我坐朝理政，每讲一句话，都要先思考这句话是否有益于百姓，所以我不敢多说话。”杜正伦答道：“君主言行都要记录在史书中，我的职责便是撰写起居注，所以不敢不尽忠职守。陛下如有片言只语违背道理，不仅会对当今百姓造成损害，即使千年之后都会有损圣德。希望陛下慎重。”太宗大悦，赐其绢帛二百段。
贞观四年（630年），杜正伦进拜中书侍郎。贞观六年（632年），杜正伦与御史大夫韦挺、秘书少监虞世南、著作郎姚思廉一同上疏奏事。唐太宗设宴款待，并道：“我发现历代人臣如遇开明之主，就能竭尽忠诚规劝谏诤，至于像龙逢、比干这样的忠贞之臣，竟然免不了被加刑杀戮。为君不易，为臣更难。龙有逆鳞，君主也有逆鳞，你们却敢于去碰触。如果能经常这样，我哪还有什么危亡的忧虑！”又对他们大加赏赐。
不久，杜正伦改任太子左庶子，兼崇贤馆学士，并加散骑常侍。唐太宗嘱咐道：“太子自古便是国家根本，一定要选有道德的人来辅佐。现在太子年纪幼小，志向思想还没确定，我如能早晚都见到他，还能随时随事对他告诫约束。我如今让他监国，又不能把他留在身边。你志向远大，胸怀宽广，能坚持正道，所以我只能让你离开我去辅助太子，你应该知道这个委任的分量。”
连遭贬谪
贞观十年（636年），杜正伦再次出任中书侍郎，仍兼太子左庶子，并赐爵南阳县侯。唐太宗曾嘱咐杜正伦：“我儿患有足疾，只是小事，但却好狎昵小人，以致没有好的名声，你要时时规劝。如果他不听教导，你就来告诉我。”后来，杜正伦数次劝谏太子李承乾，都未被接受，便将太宗的话告知于他。李承乾上表抗辩。唐太宗质问道：“你为何把我的话告诉太子？”杜正伦答道：“我劝导他，他不接受，所以就用陛下的话来吓唬他，希望他有所畏惧，或许可以改恶从善。”唐太宗大怒，将杜正伦外放为谷州刺史，又贬交州都督。
贞观十七年（643年），李承乾意图谋反，被废为庶人。经查证，李承乾曾命侯君集赠送金带给杜正伦。唐太宗于是将杜正伦流放驩州（在今越南境内）。后来，杜正伦又历任郢州刺史、石州刺史。
担任宰相
显庆元年（656年），杜正伦被授为黄门侍郎，兼崇贤馆学士，后升任同中书门下三品，成为宰相。
显庆二年（657年），杜正伦兼任度支尚书，又升任中书令，兼太子宾客、弘文馆学士，进封襄阳县公。他与刘祥道曾上疏唐高宗，认为入流品官过多，乃是为政弊端。高宗便让杜正伦与刘祥道一同负责精简品官，但因阻力过大，最终无果而终。
贬死横州
显庆三年（658年），中书令李义府因与杜正伦不睦，诬告杜正伦与中书侍郎李友益结党营私。唐高宗遂将杜正伦贬为横州刺史，并削去他的封邑。不久，杜正伦病死于贬所。
始，故人唐宰相鲁公，开府南服，余以布衣从戎。明年，别公漳水湄。后明年，公以事过张睢阳庙及颜杲卿所尝往来处，悲歌慷慨，卒不负其言而从之游。今其诗具在，可考也。
余恨死无以藉手见公，而独记别时语，每一动念，即于梦中寻之。或山水池榭，云岚草木，与所别之处及其时适相类，则徘徊顾盼，悲不敢泣。又后三年，过姑苏。姑苏，公初开府旧治也，望夫差之台而始哭公焉。又后四年，而哭之于越台。又后五年及今，而哭于子陵之台。
先是一日，与友人甲、乙若丙约，越宿而集。午，雨未止，买榜江涘。登岸，谒子陵祠；憩祠旁僧舍，毁垣枯甃，如入墟墓。还，与榜人治祭具。须臾，雨止，登西台，设主于荒亭隅；再拜，跪伏，祝毕，号而恸者三，复再拜，起。又念余弱冠时，往来必谒拜祠下。其始至也，侍先君焉。今余且老。江山人物，睠焉若失。复东望，泣拜不已。有云从南来，渰浥浡郁，气薄林木，若相助以悲者。乃以竹如意击石，作楚歌招之曰：“魂朝往兮何极？莫归来兮关塞黑。化为朱鸟兮有咮焉食？”歌阕，竹石俱碎，于是相向感唶。复登东台，抚苍石，还憩于榜中。榜人始惊余哭，云：“适有逻舟之过也，盍移诸？”遂移榜中流，举酒相属，各为诗以寄所思。薄暮，雪作风凛，不可留，登岸宿乙家。夜复赋诗怀古。明日，益风雪，别甲于江，余与丙独归。行三十里，又越宿乃至。
其后，甲以书及别诗来，言：“是日风帆怒驶，逾久而后济；既济，疑有神阴相，以著兹游之伟。”余曰：“呜呼！阮步兵死，空山无哭声且千年矣！若神之助固不可知，然兹游亦良伟。其为文词因以达意，亦诚可悲已！”余尝欲仿太史公著《季汉月表》，如《秦楚之际》。今人不有知余心，后之人必有知余者。于此宜得书，故纪之，以附季汉事后。
时，先君登台后二十六年也。先君讳某字某，登台之岁在乙丑云。