80年），桑弘羊为子弟求官不得，心怀怨望，暗中与上官桀父子、昭帝姐鄂邑盖主、燕王刘旦合谋诛杀霍光，进而废帝，立燕王。为延年所举发，霍光尽诛上官桀与桑弘羊家族，刘旦、鄂邑长公主等自杀。因功封建平侯，为太仆、右曹、给事中。汉宣帝地节四年（前66年）七月，霍禹等谋反被诛，杜延年因是霍氏旧吏而被免官。后任北地太守，“选用良吏，捕击豪强，郡中清静”，改任西河太守，政绩卓着。甘露二年（前52年）以老病免，不久即死。着有《杜延年律章句》（小杜律）流于世。