当时天下各地的郡县大多残破不堪，但河东郡却最早安定下来，损失也最小。杜畿治理河东时，推崇宽厚仁惠的政策，尽量减少对百姓的干扰。百姓之间如果有纠纷诉讼，杜畿会亲自接见，给他们讲明道理，让他们回去仔细想想。如果还有想不通的地方，可以再来找他。乡里的父老们互相责备说：“有这样好的长官，我们怎么能不听从他的教诲呢？”从此，河东郡的纠纷诉讼越来越少。
杜畿还向下属各县发布政令，推举孝子、贞节的妇女和孝顺的孙子，免除他们的徭役，并且经常去慰问鼓励他们。他还逐步引导百姓饲养母牛、草马，甚至鸡、猪、狗等家畜，都有明确的章程。百姓们努力耕种，家家户户都富足起来。杜畿说：“百姓富裕了，就不能不教化他们。”于是冬天的时候，他组织百姓进行军事训练，还开办学校，亲自讲解经典，传授知识，整个河东郡的风气都得到了改变。《魏略》记载：博士乐详就是通过杜畿的推荐而得到提升的。直到今天，河东地区还有很多儒生，这都是杜畿的功劳。
韩遂、马超叛乱的时候，弘农、冯翊等地的很多县都响应叛军。但河东郡虽然和叛军接壤，百姓却没有二心。曹操西征到蒲阪，和叛军隔着渭河对峙，军粮全靠河东供应。等到叛军被打败后，河东郡还剩下二十多万斛粮食。曹操下令说：“河东太守杜畿，就像孔子所说的‘大禹，我没有可以指责的了’。提升他的俸禄为中二千石。”曹操征讨汉中时，派五千人运输物资，运输的人互相勉励说：“人生总有一死，不能辜负我们的长官。”结果没有一个人逃跑，杜畿就是这样深得人心的。《杜氏新书》记载：平虏将军刘勋，是曹操非常亲近的人，地位显赫。他曾经向杜畿索要大枣，杜畿以别的理由拒绝了。后来刘勋被处死，曹操看到了刘勋写给杜畿的信，感叹道：“杜畿真是‘不向权贵献媚’的人啊。”曹操称赞杜畿的功绩和美德，通告各州郡，说：“过去孔子对颜回，每次都忍不住称赞，既是因为情真意切，也是为了让大家以他为榜样。现在我也希望大家都仰慕高尚的品德，效仿美好的行为。”
魏国建立后，任命杜畿为尚书。事情平定后，曹操又下令说：“过去萧何平定关中，寇恂平定河内，你也有这样的功劳。我本来打算让你担任纳言的职务，但考虑到河东是我重要的郡，是充实国库的地方，足以控制天下，所以暂时麻烦你镇守那里。”杜畿在河东任职十六年，政绩一直名列前茅。
曹丕即位后，赐给杜畿关内侯的爵位，征召他担任尚书。等到曹丕称帝后，又晋升他为丰乐亭侯，封地有一百户。《魏略》记载：当初杜畿在郡里时，接到朝廷的命令要登记寡妇。当时其他郡有的已经自行安排了婚配，但按照命令都要重新登记并拆散，导致很多寡妇在道路上啼哭。杜畿只登记了那些丈夫去世的寡妇，所以送上去的名单比较少。等到赵俨接替杜畿后，送上去的名单就多了。曹丕问杜畿：“以前你送上去的名单为什么那么少，现在为什么又多了呢？”杜畿回答说：“我以前登记的都是亡者的妻子，现在赵俨送上去的是活人的妻子。”曹丕和左右的人都变了脸色。后来曹丕任命杜畿为司隶校尉。曹丕征讨吴国时，任命杜畿为尚书仆射，负责留守事务。后来曹丕到许昌，杜畿又负责留守。他奉命建造御用的楼船，在陶河试船时，遇到大风，船沉了，杜畿也淹死了。曹丕为此流下了眼泪。
《魏氏春秋》记载：当初，杜畿曾经看到一个童子对他说：“司命让我来请你。”杜畿坚决请求他放过自己，童子说：“现在我将为你找一个替代你的人，你千万不要说出去！”说完，童子就不见了。从那以后二十年了，杜畿才说起这件事，当天他就去世了，享年六十二岁。曹丕下诏说：“过去冥勤恳地履行他的职责，却死于水灾；稷辛勤地种植百谷，却死于山难。已故的尚书仆射杜畿，在孟津试船时，船翻了，他淹死了，这是忠诚到了极点的表现。我非常痛惜。”追赠他为太仆，谥号为戴侯。他的儿子杜恕继承了他的爵位。
《傅子》记载：杜畿和太仆李恢、东安太守郭智关系很好。李恢的儿子李丰结交了很多有才能的人，在天下以才智闻名。郭智的儿子郭冲有真才实学，但外表上看不出来，乡里人都不称赞他。杜畿担任尚书仆射时，李丰和郭冲都按照子孙的礼节来拜见他。他们走后，杜畿感叹道：“李恢没有好儿子；不但没有好儿子，恐怕他的家业也难以延续。郭智虽然去世了，但他的儿子一定能继承他的事业。”当时人们都认为杜畿说错了。李恢死后，李丰担任中书令，最后父子兄弟都被杀；郭冲担任代郡太守，终于继承了父亲的事业。人们这才佩服杜畿善于识人。《魏略》记载：李丰的父亲叫李义，和这里说的不一样，义大概是李恢的别名。
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