高祖建立唐朝取代隋朝，杜正伦为齐州（今山东济南市）总管府录事参军。唐高祖的儿子秦王李世民闻其名，令他入直秦府文学馆。626年，李世民即位为唐太宗。尚书右丞魏征推荐杜正伦才能古今无比，唐太宗在627年以杜正伦为兵部员外郎。628年，杜正伦为给事中兼知起居注。一次，唐太宗表示：“朕每日坐朝，欲出一言，即思此言于百姓有利益否，所以不能多言。”杜正伦回答：“君举必书，言存左右史。臣职当修起居注，不敢不尽愚直。陛下若一言乖于道理，则千载累于圣德，非直当今损于百姓，愿陛下慎之。”太宗大悦，赐他二百段绢。630年