中将参军，协助委员长侍从室主任商震与美国代表团进行谈判。1943年2月，中国、美国、英国高级幕僚在英属印度加尔各答集会，中国派出宋子文、何应钦出席，杜建时作为随员参加中国代表团。1943年11月20日，商震、王宠惠率领包括杜建时在内的高级幕僚到开罗参加开罗会议的准备工作。1943年夏，罗斯福、邱吉尔在华盛顿会晤，讨论地中海以及缅甸作战与在中国战区使用美国空军等问题，中国获得邀请与会，蒋介石乃派宋子文偕杜建时作为代表参加会议，称之“三义会议”。1945年，杜建时作为中国代表团成员参加了于美国旧金山召开的联合国