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杜汶澤中學就讀於拔萃男書院。1994年當他還是臨時演員的時候,被亞洲電視監製冼志偉(已故)發掘,開始拍攝劇集,1999年憑《我和殭屍有個約會》打出名堂。其後轉往電影發展,並以《無間道》中傻強一角而出人頭地,獲提名香港電影金像獎最佳男配角。
他曾於香港商業電台與吳君如主持《嘩嘩嘩打到嚟》及《在晴朗的一天出發》等節目,亦曾在有線娛樂新聞台主持《先睇星期四》及《再睇星期五》兩個節目。他曾著作《江湖血淚史》(杜汶澤親述、柳飄飄執筆)述說其演藝歷程及奮鬥經歷。
杜汶澤早年曾離婚,其後又曾與艷星顏仟汶相戀。後來於2005年6月7日再度與拍拖五年的田蕊妮結婚。2003年底翻唱黎明的歌曲《眼睛想旅行》及由黎明親自和音的《開心到震》,歌曲被收入東亞唱片的聖誕精選專輯中。2006年,杜汶澤首次擔任男主角,並兼任監製的電影《伊莎貝拉》成為該年唯一一部入圍柏林電影展競賽部分的華語電影。杜汶澤更獲提名角逐柏林影帝之榮譽。杜汶澤在該片飾演一名失意的澳門司警兼且飾演梁洛施的父親。該片由林建岳名下寰亞電影投資1000萬港元製作,彭浩翔執導,杜汶澤和彭浩翔組成的「不是兄弟公司」負責攝製,由杜汶澤和梁洛施(Isabella)主演。
2006年6月,有線電視獨家轉播2006年世界盃,杜汶澤與張達明合作為有線主持《2006有線世界盃嘉年華》。2006年10月,轉投TVB,主持價啱畀你。
但自2006年下旬,杜汶澤被傳因口不擇言開罪無數演藝圈的藝人(吳君如,曾志偉,劉德華,容祖兒)、電影導演(杜琪峰)、商業電台副主席(俞琤)與寰亞電影公司的老闆(林建岳)而引致事業開始走下坡,相繼被商業電台解僱及失去廣告代言人資格。至2007年底,更有雜誌指杜汶澤被業主劉德華下令收回租住豪宅的業權,被迫遷出布力架街豪宅。
歷經事業低潮的杜汶澤其後篤信佛教,並戒酒戒煙及食素,一改過去口不擇言的態度。2009年3月,杜汶澤正式加盟英皇電影,他希望除了可以做演員,亦可做導演和監製。