Han var med på tilsammen 13 av Zappas album på 1970-tallet, inkludert , , , , , , og . Andre av Dukes profilerte samarbeidspartnere inkluderer Jean-Luc Ponty, Stanley Clarke, Billy Cobham, Cannonball Adderley, hans søskenbarn Dianne Reeves, George Clinton (musiker), Anita Baker og Mike Mainieris fusion-gruppe Steps Ahead, hvor han produserte sporet «Magnetic Love». Han har også produsert og komponert to instrumentale spor på to Miles Davis-album: «Backyard Ritual» (fra , 1986) og «Cobra» (fra , 1989). Han har også jobbet med en del kjente brasilianske musikere, inkludert sangeren Milton Nascimento, perkusjonisten Airto Moreira og sangeren Flora Purim. Sheila E var med på Dukes soloalbum og .