唐懿宗咸通四年（863年）杜建徽出生。杜棱幼子，杜建徽性格強勇。年少時從軍，隨父歸武肅王錢鏐，累從征伐有功，軍中稱為「虎子」。杜建徽治軍嚴整。從討董昌，箭中左眉，猶揮軍力戰。為武安都指揮使，轉任都指揮使。天複二年（902年），從新城馳援杭州，平定叛將徐綰、許再思。天複三年（903年），杜建徽的兒女親家、睦州刺史陳詢背叛錢鏐，杜建徽也受到懷疑。錢密令部下刺探其意，杜建徽表明忠心。陳詢兵敗，其屬吏持杜建徽致陳詢的書信來降。錢鏐閱書不勝嘉嘆。杜建徽歷任浙東營田副使、常州刺史、行軍司馬，天寶八年（915年），送王子錢傳珍到京城開封府，尚後梁壽春公主。回到吳越，進封涇原節度使。天寶十六年（923年），錢鏐建立吳越國如天子之制，任命杜建徽為左丞相，封鄖國公。杜建徽歷任國子監祭酒、涇源昭化諸軍節度使，兼中書令，歷仕錢鏐、錢元瓘、錢弘佐、錢弘倧、錢俶五王。杜建徽八十歲時，尚能騎射，于廣場中擊馬球。乾祐三年（950年）卒，年八十八歲。贈太師，謚號「威烈」。

兩個女兒分別嫁給錢元瞿和錢弘佐；孫杜昭達。