1993年，杜时贵到浙江工业大学任教，第二年就破格晋升为副教授。1999年，37岁的他晋升为教授。
担任过金华职业技术学院副院长、浙江工业职业技术学院院长、浙江理工大学副校长等职的杜时贵，对科研一往情深，不断在科研上创新突破。他发明试样抗剪强度精确获取的全域搜索技术，获取率从3.66%提升至100%；发明借小议大技术，实现了工程抗剪强度精确计算；发明抗剪强度原位快速精确获取技术，边坡稳定性评价可靠性达到95%以上……杜时贵提出的《露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度获取技术规程》，是我国具有自主知识产权的技术标准。孙钧、冯夏庭等院士评价：“这是国内外首部规范露天矿山抗剪强度获取方法的标准，整体处于国际领先水平”“在露天矿山抗剪强度发展上实属第一个里程碑”。该技术于2011年获国家技术发明二等奖，杜时贵当选浙江省特级专家。2013年，他被授予中国地质领域最高奖——李四光地质科学奖，评委会评价他是“我国非地质行业、非重点院校中坚持地质科学研究、取得重大成就而第一位获得此荣誉的科学家”。
2015年，杜时贵获何梁何利科学与技术进步奖。截至2023年，他陆续完成了40多项国家及省部级科研项目，发表学术论文130多篇，出版学术专著7部，授权国家发明专利150多项，获省部级一等奖以上科技奖励10项。2023年11月，杜时贵当选中国工程院院士。