曾任哈尔滨工业大学航天学院院长、副校长，第十、十一届全国人大代表，国际复合材料委员会执委，国家自然基金委重大研究计划指导专家组组长，中国复合材料学会理事长，中国力学学会副理事长等职。现任哈尔滨工业大学教授、中国航天科技集团高级技术顾问，中国科学技术大学工程科学院院长，国防科工局科技委委员，中国商用飞机有限责任公司专家咨询组成员。
1964年毕业于中国科学技术大学近代力学系，后又在美国乔治华盛顿大学作访问学者。1999年当选为中国工程院院士。
杜善义长期从事飞行器结构力学和复合材料的教学及科研工作。