杜之偉字子大，吳郡錢塘人。其家世代研習儒學，專門修治《三禮》。父親杜規，為梁奉朝請，與光祿大夫濟陽江革、都官尚書會稽孔休源友情深厚。
之偉幼時精明敏捷，才智出眾。七歲時，學習《尚書》，稍習《詩》、《禮》，粗通其學。十五歲時，通覽文史典籍及儀禮掌故，當時的名流之輩稱他少年早成。僕射徐勉曾覽其文章，推重他文筆甚工。中大通元年(529)，梁武帝捨身同泰寺，敕令徐勉制定禮儀，徐勉認為朝內先無此禮，命之偉草擬儀禮。便啟請補為東宮學士，與學士劉陟等人謄寫編撰書典，分門別類。所撰《富教》、《政道》二篇，皆是之偉作序。到了湘陰侯蕭昂為江州刺史，讓之偉掌管記室。蕭昂死，廬陵王續代其位，又親自下書召請他，之偉堅決推辭不應命，護送蕭昂喪柩回京都。接著侍臨城公讀書。不久任揚州議曹從事，南康嗣王墨曹參軍，兼太學限內博士。大同七年(541)，梁皇太子於國學舉釋奠之祀，當時樂府沒有孔子、顏子登哥詞，尚書參議令之傳制述其文，樂人們傳習，以為是原詞。轉補為安前邵陵王田曹參軍，又調任刑獄參軍。之偉資歷淺薄，只因他博聞強記才智出眾，在當時頗有名氣，吏部尚書張纘很瞭解他，認為他有大臣的才能。
侯景謀反，之偉避亂山林。高祖為丞相後，久聞其名，召補他為記室參軍。遷任中書侍郎，領大著作。高祖受禪，任命他為鴻廬卿，其他官職如故。之偉啟奏請求解除著作一職，說：「臣紹泰元年以來，愧居中書侍郎，掌國史，至今已達四年。臣本貧庸淺陋之人，承蒙您不棄提拔我，思量回報恩德，不敢懈怠。已是改朝換代了，回過頭來補寫前朝帝王紀傳記言記事之官，未易其人，著作之人才，更應該從眾人中加以選拔。御史中丞沈炯、尚書左丞徐陵、梁前兼大著作虞荔、梁前黃門侍郎孔奐，有的文字清麗筆力過人，有的博聞強記精通典籍，司馬遷、董狐之任，確實應屬於有才能的人，臣無顏再留官場，妨礙選用賢士之路。堯時有謙讓之風，實在難以遠追，因才施用，陳書希望免職。」寬旨不許。不久調任大匠卿，遷任太中大夫，又敕令撰梁史。永定三年(559)離世，時年五十二歲。高祖十分哀痛惋惜，詔令追贈通直散騎常侍，賜給錢五萬、布五十匹、棺一具以辦喪事，擇日舉哀。
之偉寫文章，不崇尚辭藻華麗，而主張文雅不俗旁徵博引。所著大多遺失，只保存了十七卷。