杜君绰祖父杜谧，是北齐时期的秀才，后被任命为中山郡功曹、县令。父亲在唐朝时因杜君绰的战功被追赠为汝州刺史。杜君绰在义宁初时，投身义军。后归附唐朝，跟随秦王李世民征讨各地军阀，参加过讨伐刘武周、宋金刚等各种战争。
武德九年六月初四，李世民率尉迟敬德、侯君集、张公谨、刘师立、公孙武达、独孤彦云、杜君绰、郑仁泰、李孟尝等九将伏兵于玄武门(长安太极宫北面正门)内，杀死太子李建成、齐王李元吉，夺得帝位。以功被封为开国县侯，实食绵州食邑四百户。
李世民即位后杜君绰晋升为怀宁县开国公，食邑一千户。任忠武将军，行左监门中郎将，加护军。担任玄武北门、翠微宫、玉华宫等宫殿的守将，贞观二十三年(649年) ，正除右领军将军，加上护军。
永徽初年(650年) ，兼任检校左武卫将军，又检校右武侯大将军，兼知右厢诸门兵马队使。不久调往东都洛阳任留守，改左领军将军，加上柱国。高宗巡视洛阳时，曾赏赐黄金一百两，绢一百五十匹。并跟随御驾前往许州，敕封检校左卫将军。回京后又检校右卫将军(正职是左领军将军，其他将军职务是临时代理)，不久又兼任太子左卫率一职 。
龙朔元年(661年) ，任雅相为浿江道行军总管，契苾何力为辽东道行军总管，苏定方为平壤道行军总管，萧嗣业为扶余道行军总管，右骁卫将军程名振为镂方道行军总管，左骁卫将军庞孝泰为沃沮道行军总管，率诸蕃三十五军再次进讨高句丽，杜君绰任辽东道经略大使，经略高句丽诸地。唐军击败泉男生所率的高句丽军，斩首三万级后班师回国。杜君绰以功拜左领军大将军。
龙朔二年(662年) ，杜君绰册拜左戎卫大将军，兼太子左典戎卫率。十月二十五日(662年12月11日)上朝时，死于禁庑之中。高宗下诏追赠为使持节都督荆、硖、岳、朗四州诸军事，荆州刺史，谥曰襄公，陪葬于昭陵。嗣子王府参军、上柱国杜延基 。