1980年，拍摄了《最后一个军礼》饰演鲁二坤。 1986年，杜源出演自己首部电影《野山》，此片获得第六届金鸡奖最佳故事片。 1988年，杜源在李俊执导的军旅电影《女教官的报告》中，出演刚毕业不久的何毅强一角。 1996年，拍摄了第一部电视剧《帷幕刚拉开》饰演杨铁；随后，出演《花开花落》，饰演老大。 1997年，因参演《宋王台》夺得第五届戏剧节优秀表演奖，中国话剧九十周年优秀表演奖。 1998年，因饰演《草房子》爸爸桑乔一角，荣获第十九届中国电影金鸡奖最佳男配角和第八届金鸡百花最佳男配角。 2002年，出演韩志君执导的农村题材作品《美丽的白银那》，饰演村长；并获得长影第二十三届小百花最佳男配角。 2003年，5月，在丁黑执导的海岩剧《玉观音》中，饰演缉毒大队潘队长一角。8月在农村题材作品《天高地厚》当中，饰演荣汉俊。 2005年，10月参演反映我国经济转型的作品《海之门》，饰演九叔公。 2006年，5月参演纪念红军长征胜利70周年献礼片《雄关漫道》，饰演贺龙。 2007年，3月根据女作家李碧华同名小说改编而成的《生死桥》，杜源在其中饰演金啸风；5月，根据寓言故事“愚公移山”改编的神话作品《王屋山下的传说》，饰演智叟。 2008年，3月参演由陈国星执导的电视剧《狼烟北平》，饰演汉奸陆中庸；然后，拍摄讲述贵州偏远农村的村民们如何在“石漠化”严重的“绝地”里求生存的作品《绝地逢生》，饰演蒙幺爸；9月，在《闯关东中篇》饰演曹巡捕；12月，在《小姨多鹤》中，饰演张石匠。 2009年，3月参演讲述了一对孪生兄弟自出生起便天各一方十八年后再次重逢于军营的作品《天下兄弟》，饰演田辽沈；4月，在反映青春史诗作品《南下南下》当中，饰演老骡头；10月，拍摄反映陕北地域风情与文化的作品《陕北汉子》中，饰演吴文贤；同年，参演女性励志剧《七妹》饰演杨二刀。 2010年，2月在反映我国改革开放的作品《火红的年代》当中，饰演全国劳模李铁山；5月，参演谍战剧《利剑无锋》饰演刘明远；8月，以潘氏家族真实故事，为原型创作而成的作品《笑脸》当中，饰演罗长礼。 2011年，6月参演由齐星执导，巍子、姚笛出演的抗战传奇剧《光荣大地》，饰演曾子航；8月，与李小璐主演由余淳执导的都市喜剧《金太郎的幸福生活》当中，杜源饰演金大柱；随后，在家庭伦理剧《浪漫向左，婚姻向右》当中，饰演范毅力。 2012年，4月与佟大为、丁嘉丽出演由丁黑执导的，根据作家连谏改编的作品《门第》，饰演”罗一成“。 2013年，2月搭档闫学晶、商秉驰、张少华共同出演由沈燕林执导的，都市情节剧《家有一老》，饰演”余志刚“；3月，与于震、于明加共同出演的讲述了抗战作品《虎刺红》，杜源饰演”刘吉祥“；4月，与林浩共同出演儿童抗战戏《满山打鬼子》，饰演”景老师“；11月，参与高以翔、焦俊艳出演陈铭章执导的改编自施定柔小说的作品《遇见王沥川》，饰演“谢志辉”。 2014年，出演电视剧《跟我回家》，饰演四合院爷们“门瑞”。 2015年，出演现实题材电视剧《悬崖边》；8月，参演电视剧《我们的纯真年代》；9月，参演电视剧《淘气爷孙》；出演反映中俄两国共同抗击日本法西斯题材的历史战争影片《战火中的芭蕾》，饰演鹅儿父亲，一名铁路工人马大铲子。 2016年，加盟电视剧《亲情暖我心》，一人分饰父亲赵梦达和大儿子赵宏海两个角色 ；8月，参演电视剧《我是你的眼》；11月，出演电视剧《不可能完成的任务》，饰演新四军一号首长；12月，与宋丹丹、张若昀、刘莉莉共同主演了都市情感剧《亲爱的她们》；同年，参演电视剧《大唐荣耀》，饰演杨国忠。 2017年，主演电影《暴雪将至》，饰演刑警队长老张。