律诗在杜诗中占有极重要的地位，杜甫的律诗在艺术上的成就更为辉煌。
首先，杜甫律诗的成就在于扩大了律诗的表现范围，他不仅以律诗写应酬、咏怀、羁旅、宴游以及山水，而且用律诗写时事。用律诗写时事，字数和格律都受限制，难度更大，而杜甫却能运用自如，他这部分写时事的律诗，较少叙述而较多抒情与议论，代表作有《秋笛》、《王命》、《征夫》等。
其次，杜甫以律诗写组诗，拓宽了律诗的表现手法。为扩大律诗的表现力，他以组诗的形式，表现一些较难表现、较宽泛的内容，五律和七律都有这样的组诗，而最为成功的是七律。《秋兴八首》，可以说是杜甫律诗中的登峰造极之作。这组诗写于滞留夔州时期，要表现的是一种深沉复杂的感情，交错着感慨、回忆、思念与对于时局的看法，要用一首诗来把这些复杂的、低徊不尽的感情表达出来不容易做到，或者说不容易表现得淋漓尽致，而用组诗则可以做到这一点。以律诗写组诗，极大地扩大了律诗的表现力，这是杜甫在律诗发展史上的贡献。
再次，杜甫律诗有着浑融的境界。他把律诗写得纵横恣肆，极尽变化之能事，合律而又看不出声律的束缚，对仗工整而又看不出对仗的痕迹。如《闻官军收河南河北》，全诗把一种骤然到来的狂喜心情表现得淋漓尽致，用“忽传”、“初闻”、“却看”、“漫卷”这些动词，加强了突然性和随意性色彩；用“即从”、“便下”、“穿”、“向”等词，连接四个地名，造成风驰电掣的气势；表达的方式，仿佛散文一般，感慨流畅，连贯性、整体感极强，毫不受律体的束缚。
还有，杜甫律诗有着出神入化的技巧。他自己说：“晚节渐于诗律细。”这正是他对律诗的主要追求。“诗律细”不仅在于声律的精心安排，也在于从严谨中求变化，变化莫测而不离规矩。有时他为了表达某种感情的需要而写拗体，晚年七律拗体更多，这种拗体与七律初期出现的某些不合律现象是不同的，它是成熟之后的通变，表现为变化中的完整。
最后，杜甫律诗的重要成就在于他炼字炼句上的成功。精于用字，刻画细微，在其律诗中表现最为精彩。他炼字，用力之处在表现神情韵味，刘熙载说“少陵炼神”，就是指这一点。他的用字，常常达到一字之下，他人难以更改的地步。他善于用动词使诗句活起来，用副词使诗疏畅而富于转折，还善于用颜色字以强化某种情感色彩，用叠字以创造氛围，用双声叠韵以使诗的声调更加和谐悦耳，用俗字口语使诗读来更加亲切。炼字，是他的自觉追求，正如他所说的“为人性僻耽佳句，语不惊人死不休”。