一九一七年畢業(yè)后，考入保定軍官學(xué)校第六期步科，他發(fā)憤學(xué)習(xí)軍事，成績一直名列前茅。一九一九年軍校畢業(yè)后，先后在北京段祺瑞、曹錕部下任警衛(wèi)排長，不久即升任連長、營長。一九二二年和一九二四年，杜堃率部參加了第一、二次直奉戰(zhàn)爭。后來又參加了直皖戰(zhàn)爭。上司曾準(zhǔn)備保送他去德國留學(xué)，卻因國內(nèi)戰(zhàn)事頻起而未能成行。直皖戰(zhàn)后，杜堃留在天津楊村、楊柳青等地駐防。

一九二七年，在杜堃的老師晉軍第五師師長兼綏西鎮(zhèn)守使傅汝釣的引薦下，杜堃轉(zhuǎn)投晉軍，任山西省閻錫山部第五師五十六團(tuán)團(tuán)長，后改任四二九團(tuán)團(tuán)長。“北伐戰(zhàn)爭”中率部在下花園、宣化一帶作戰(zhàn)，奉軍戰(zhàn)敗后，他率部進(jìn)駐北京。一九二八年十一月升任陸軍第十七軍第八旅旅長。一九二九年十月二十八日任第三軍七十四師師長，參加了中原大戰(zhàn)，他率部進(jìn)抵山東，后又撤軍至綏西。閻錫山被蔣介石打敗后下野出走，他率部進(jìn)駐天津駐防，后任十九軍二一五旅旅長。

一九三六年十一月，杜堃率部抗擊綏東日偽軍，參加了收復(fù)百靈廟戰(zhàn)役。一九三七年五月晉升少將。

“七七事變”后，杜堃的部隊(duì)劃為第二戰(zhàn)區(qū)，總司令為閻錫山。一九三七年年九月，他率二一五旅參加平型關(guān)大戰(zhàn)，占領(lǐng)了老爺廟軍事要地，在圍殲日寇中，立有功勞。九月下旬，參加了忻口戰(zhàn)役，率部在雁門關(guān)阻擊日軍，掩護(hù)友軍占領(lǐng)了忻口。因九月二十九日日軍突破了鐘有德團(tuán)防守的雁門關(guān)茹越口，平型關(guān)守軍被迫撤退。三十日夜，杜堃在第十九軍軍長王靖國的指令下率部退至陽明堡。接著，閻錫山又電令王靖國帶杜堃、田樹梅、段樹華、姜玉貞四個(gè)旅及直屬部隊(duì)，以“依城野戰(zhàn)”的方式，固守崞縣十天，為大軍在忻口集結(jié)創(chuàng)造了條件。十月一日夜，王靖國派田樹梅旅據(jù)守崞縣北城，杜堃旅據(jù)守崞縣西城及南關(guān)西南部，段樹華旅據(jù)守崞縣東城及南關(guān)東部，均以三分之一的兵力守備城防，另以主力在城外部署，各炮兵營控制城內(nèi)西北地區(qū)。在據(jù)守崞縣時(shí)，日軍在飛機(jī)大炮掩護(hù)下，接連不斷的撲來，守軍浴血奮戰(zhàn)二十三天，抗擊了日本侵略軍精銳之師坂桓師團(tuán)的進(jìn)攻，殲敵逾萬人。在戰(zhàn)斗中，由于杜指揮有方，部隊(duì)作戰(zhàn)勇敢，十月二十八日，第二戰(zhàn)區(qū)致電蔣介石通令嘉獎(jiǎng)。

嘉獎(jiǎng)令：南京。蔣委員長均鑒：0密。衛(wèi)總司令立煌電稱，據(jù)王靖國、陳長捷有辰電稱敬晚215旅杜旅、430團(tuán)馬團(tuán)陣地被敵猛沖突入，經(jīng)該旅長杜堃督促該團(tuán)長馬風(fēng)崗親率奮勇隊(duì)二十八人，向敵逆襲，斃敵百余，將原陣地規(guī)復(fù)，擬請準(zhǔn)發(fā)賞款并對該旅、團(tuán)長予以獎(jiǎng)勵(lì)。并將晉級奮勇隊(duì)員姓名具報(bào)注冊，該旅長杜堃、團(tuán)長馬風(fēng)崗傳令嘉獎(jiǎng)，謹(jǐn)聞，閻錫山，勘玄務(wù)叩。邱。

十月底，娘子關(guān)失守，忻口戰(zhàn)場局勢惡化，忻口陣地守軍奉閻錫山命令，放棄忻口，于十一月二日全部撤退到太原。

一九三七年十一月初，杜在太原晉升為70師師長，一九三八年二月上旬，日軍以優(yōu)勢兵力沿同蒲鐵路向晉南進(jìn)攻，杜堃率七十師在川口、中陽作戰(zhàn)。川口戰(zhàn)役中，由于增援部隊(duì)未能及時(shí)到達(dá)指定位置，使敵人乘虛而人。七十師的防線被日軍突破，旅長趙勇三陣亡，經(jīng)過團(tuán)長馬超風(fēng)硬沖硬打，才將被日軍包圍的師、旅司令部人員救出，川口鎮(zhèn)失陷。在中陽戰(zhàn)役中，杜部傷亡慘重，杜堃也被敵機(jī)炸彈碎片擊中左臂受傷。六月，晉升為陸軍十九軍中將副軍長，

一九三九年，杜堃回家祭母期間，鑒于家鄉(xiāng)兒童多未上學(xué)讀書，便捐資在杜家嘴創(chuàng)辦小學(xué)一所，為家鄉(xiāng)教育事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。杜堃由于對閻錫山的消極抗日十分不滿。閻錫山覺察到他的這種思想傾向，即于一九四○年褫奪他的兵權(quán)，調(diào)任第二戰(zhàn)區(qū)司令部任高級參謀。一九四三年任第二戰(zhàn)區(qū)高參室主任。

一九四八年，杜堃辭去軍職，攜妻女返回家鄉(xiāng)。甘肅當(dāng)局以其資歷，于一九四九年二月聘其為省政府顧問。解放后，杜堃任甘肅省政府顧問，一九五三年被聘為省文史館首批館員。杜堃積極參加館內(nèi)的集體學(xué)習(xí)和各種活動(dòng)，還根據(jù)個(gè)人親身經(jīng)歷回憶整理了抗日戰(zhàn)爭和解放戰(zhàn)爭期間很有參考價(jià)值的文史資料。一九六○年農(nóng)歷五月八日，杜堃因患腦溢血不治在蘭州逝世，終年六十九歲。葬于榆中縣杜家嘴杜氏老墳。