Внук поэта Ду Шэньяня. Родился в семье чиновника невысокого ранга. Своё первое стихотворение он написал в 7 лет, и оно было высоко оценено знатоками поэзии. В молодости много путешествовал по разным местам Китая, вёл разгульную жизнь. Прибыв в столицу, получил при дворце незначительную должность. Во время мятежа Ань Лушаня бежал из столицы вместе со свитой императора, семья же его осталась в Чанъани, и он долго не имел от них никаких вестей. После подавления беспорядков Ду Фу был приближен к императору и однажды в 757 году, он стал советником молодого императора Суцзуна и даже был наделён привилегией критиковать императора, однако едва он воспользовался ею, как его посадили в тюрьму. Комиссия, расследовавшая это дело, признала его виновным лишь в том, что он действительно думал, что может критиковать императора. В итоге он был признан невиновным и император даже простил его дерзость и оставил у себя в той же должности. Однако в 759 г. ушёл со службы и переселился с семьёй в южные края к низовьям Янцзы. Умер в своей лодке-джонке во время очередного путешествия по Янцзы.
Один из величайших поэтов Китая, особенно ценимый за те стихи, где он отождествляет свою горькую судьбу со страданиями всего китайского народа. Был связан долгой и теплой дружбой с Ли Бо. Их часто упоминают рядом как двух величайших гениев всей китайской поэзии. В традиционном китайском литературоведении Ду Фу присвоили титул «шишэнь» («священномудрый пиит»).