杜牧字牧之，很會寫文章。考中進士，又選中賢良方正能言極諫科。沈傳師上表舉薦他任江西團練府巡官，又任牛僧孺淮南節度府掌書記。提拔為監察御史，寫信稱病在東都設立分衙門。因弟弟杜耾病重辭官職。又任宣州團練判官，封為殿中侍御史內供奉。
當時，劉從諫守衛澤潞，何進滔占據魏博，很是驕橫，不遵守國家法律。杜牧追溯長慶年間以來的歷史，認為責任在于朝廷處置沒有謀略，又失去崤山以東地區。封疆大吏和強大藩鎮，關系到國家的安危，不能私自世襲，朝廷不能輕率任命。這都是國家大計，遺憾的是杜牧不當權，沒有資格談國家大計，實在有罪，所以寫《罪言》，內容是：百姓被戰禍害苦了。戰亂起源于崤山以東，泛濫到全國。不取得崤山以東，武器不能放下。崤山以東地區，大禹劃分天下為九個州時叫冀州，舜因為禹劃得太大，又從冀州分出幽州和并州。估量它的自然條件和資源，讓它與河南相等，一般還要強十分之一二。所以它的人民沉雄勇猛，多才體壯，重許諾守信用，能吃苦耐勞。魏、晉以降，工匠織機精巧多雜，五花八門層出不窮，習俗越變越壞，人的素質越來越差。只有崤山以東地區督促種植五谷。以尚武為本，他方不能動搖而保持自己的本色。出產健壯的馬匹，即使是下等的馬也能一天跑二百里路，所以這里的士兵可以抵擋天下士兵的進攻。冀州憑借這些有利條件依仗強大遵守朝廷法律，希冀它一定衰敗，但破敗了又希冀它強大。并州，是說力量足以吞并。幽州，是說它幽深陰森慘烈，彌漫殺氣。圣人因此給它們命名。
黃帝時代蚩尤憑借它發動戰爭，自此以后，帝王大多占據這個地區。周朝衰落，齊國稱霸，不可一世，晉國強大，經常奴役諸侯。到秦國集中精銳軍隊對付三晉，經過六代人的征戰才占領韓國，因此折斷了天下的脊梁；又攻占趙國，趁勢掃平其他諸侯國。韓信連結齊國占有它，所以蒯通明了，漢、楚之爭誰勝誰敗關鍵是韓信站在誰一邊。東漢光武帝劉秀在上谷起義兵，在高阝成就帝業。魏武帝曹操官渡之戰獲勝，三分天下占有二分，晉朝發生內亂，胡人侵占河北，以南朝宋武帝劉裕號稱英雄，進兵四川，奪得關中，攻占河南全部土地，占有天下十分之八的土地，但沒有一兵一卒渡過黃河圖謀消滅河北的胡人政權。到高齊荒淫放蕩，宇文氏取代他，隋文帝依仗它消滅了江南陳朝，五百年間，天下才統一為一家。隋文帝不能匹敵宋武帝，是劉宋沒有攻占崤山以東，隋朝占有崤山以東，所以隋朝成就了帝業，劉宋只能建霸業。
從這來說，崤山以東，帝王不占有它就不能成就帝業，霸主不占有它就不能成為霸主，奸詐的野心家占有它，足以招致天下不得安寧。
天寶末年，河北安祿山叛亂，出入成皋、函谷關、潼關之間，如入無人之境。
郭子儀、李光弼等人率軍五十萬，不能越過鄴城。從那以后，一百多座城，朝廷用盡天下的力量，也沒有攻占到尺寸土地。
人們視它們是像回鶻、吐蕃一樣的藩國，按理不能圖謀攻占。國家因而挖河、修固屏障防守，阻斷交通要沖。齊、魯等地、梁、蔡等州也中其流毒，因而也作亂成為叛賊。以河北為后盾向河南擴展，河南又鞏固了河北，互相勾結，互相呼應，橫行無忌，沒有五年間不打仗的。百姓日益困乏，四方夷族一天天猖獗，天子因此逃亡陜州、逃亡漢中，驚惶焦慮七十多年，氣運遭逢孝武，穿舊衣服，每天吃一次肉，不游獵不奏樂，從地位低微的人中選拔將相，共十三年，才能攻取河南、山西的全部土地，實行改革，欺詐之徒不能敵。只有崤山以東不歸服朝廷，也曾兩次進攻，都沒有取得勝利。難道是上天不讓百姓過安泰日子嗎？難道是人主觀上奮斗不夠嗎？為什么這樣的艱難啊？
現在天子圣明，超過了古代，立志使國家達到太平安定。如果想全國百姓無難無災，那關鍵是解除戰禍。但不收復崤山以東地區，戰禍就不能解除。現在上策沒有比得上使自己一方太平強盛的。為什么呢？在貞元年間，崤山以東有燕、趙、魏三地叛亂，河南有齊、蔡二地叛亂，梁、徐、陳、汝、白馬津、盟津、襄、鄧、安、黃、壽春都派重兵防守，十多處的兵力才足以保護自己的治所，實在是不能留下一人派其他用場，就使我方勢力減弱了，經常看著那些叛亂的家伙而奈何他們不得。借這個時機，蜀也反叛，吳也反叛，其他沒有反叛的，有時服從朝廷，有時歸附叛賊，不能保住信義。從元和初年到現在二十九年間，平定了蜀，收復了吳，收復了蔡，收復了齊，收復了郡縣二百多座城，沒有收復的，只崤山以東一百多座城了。土地人口，錢糧物資，鎧甲武器，比較往年難道不是綽綽有余嗎？
這又足以使自己認為自己太平強盛起來了。但是，法令制度等級規章，果真能使自安自強嗎？搜選提拔賢才，貶斥奸惡的小人，果真能合乎自安自強的要求嗎？
防衛邊塞、守衛重鎮、武器車輛馬匹，果真達到了自安自強的需求嗎？百姓土地、糧草布帛、財物賦稅，果真達到了自安自強的條件了嗎？如果不能實現自己方面的安定和強大，這實際上是助長叛賊作亂。河北土地方圓三千里，叛亂已扎根七十年，天下又有暗中支持它的人，那怎么能馬上就收復呢？所以說上策不如朝廷自安自強，中策沒有比攻取魏州好。魏州對于崤山以東地區最為重要，對河南也最為重要。魏州在崤山以東，因為它是趙州的屏障。朝廷既不能超過魏州去攻取趙州，更不能超過趙州去攻取燕地。這就是燕趙常常依重魏州的原因，魏州常掌握著燕趙的命運。所以魏州在崤山以東的戰略地位最為重要。黎陽距離白馬津三十里，新鄉距盟津一百五十里，城壘相望，早晨出發晚上交戰，白馬津、盟津只要叛軍攻破一個，就能在幾天內，沖進成皋。所以魏州對河南來說也是戰略要地。元和年間，發動天下的士兵，掃平齊蔡一帶叛亂，一下子五年沒有崤山以東的騷擾，是因為收復了魏州。昔日平定滄州，一下子三年沒有崤山以東的威脅，也是因為能攻占了魏州。
長慶初年，朝廷平定趙州，一天之內，五路諸侯大軍潰敗四散，因為失去了魏州；昔日平定趙州，像長慶初年一樣失敗了，也是因為失去了魏州。所以魏州是崤山以東、河南的關鍵所在，不是因為魏州強大，而是地理位置使它這樣重要呀。所以說攻取魏州是中策。最下策是輕率作戰。不考慮地理環境，不分析攻守態勢就是輕率作戰。兵多糧足，迫使百姓打仗，防守就有利；兵少糧缺，百姓不用強迫自愿作戰，進攻就有利。所以我方常因進攻而失敗，敵方常被防守困擾。崤山以東的叛亂延續將近五個朝代了，后世的百姓所見的行動，所聽到的語言，沒有不是叛軍一方的，認為事情理當如此，沉迷已入骨髓了。沒有人認為這是錯的。以至于有被圍攻形勢危急糧食吃盡而吃死人肉還堅持作戰的。這已經成為習俗了，哪能與他們打一兩仗就可決定勝負呢？十多年來，曾三次發動收復趙州的戰役，都是在趙州糧盡快要攻下時前功盡棄。郗士良戰敗，趙州又振作起來；杜叔良戰敗，趙州又振作起來；李聽戰敗，趙州又振作起來。所以不考慮地理環境，不分析攻守態勢，輕率作戰，是最下策。
連續提拔為左補闕、史館修撰，改任膳部員外郎。宰相李德裕，認為他是奇才。會昌年間，黠戛斯打敗回鶻軍，回鶻族部落潰退進大沙漠南部。杜牧勸說李德裕不如趁機攻取，認為：“兩漢進攻匈奴，常在秋冬兩季，當時匈奴軍強弓膠牢可用，母馬沒懷胎哺乳，與它交戰，所以敗多勝少。現在如果在盛夏征調幽州并州的精銳騎兵和酒泉的士兵，出其不意，可一舉全殲！”李德裕認為這策略很好。
碰到劉稹拒不執行朝廷進軍的命令，皇帝命令各節度使率兵征討他，杜牧又送信給李德裕，認為“河陽西北離天井關一百多里，用一萬兵修筑堡壘、截斷路口，堅守壁壘不與他們交戰。成德軍與昭義軍是仇敵，王元逵想報仇雪恨自然會奮勇作戰，但不能長驅直入攻上黨，他攻擊的對象一定會在西面。現在如果用忠武軍、武寧軍加上青州五千精兵，宣州、潤州二千弓弩手，順絳州進兵，不要幾個月，一定會搗毀叛賊劉稹的巢穴。昭義軍的糧草，全部仰仗崤函以東供給，節度使平常時日率軍留在邢州就食，山西的兵力少，可以乘虛攻取，所以兵貴神速，沒有看到使用巧謀秘計能長久不被知道的”。不久昭義鎮的澤州、潞州平定，大致是按杜牧的策略用兵的。歷任黃州、池州、睦州刺史，回朝任司勛員外郎，常兼史館的職務。改任吏部員外郎，又請求任湖州刺史。過了一年，回朝任考功員外郎、知制誥，升任中書舍人。
杜牧性格剛直，有奇特的氣節，不拘小節，敢議論國家大計方針，剖析利害關系特別切中要害。年輕時與李甘、李中敏、宋..交情好。他博古通今，善于分析歷史上興衰的經驗教訓，李甘等人比不上他。杜牧也很粗直，當時沒有誰幫助他。堂兄杜..出將入相，但杜牧一直官運不亨通，仕途不順利，不能振作自己，心里很郁郁不平，逝世時年僅五十歲。
當初杜牧夢中有人告訴他說“：你名字應該叫華。”又夢中寫道“皎皎白駒”四字，又寫道：“過隙也。”不久，蒸飯時飯甑破裂，杜牧說：“不吉祥。”因此自己寫了墓志，把自己寫的文章全部燒了。
杜牧在詩歌方面的特點是情致豪邁，當時人們號稱為“小杜”，以與杜甫區別。