Diplomirao je 1951. na Akademiji likovnih umjetnosti u Zagrebu, u klasi prof. Antuna Augustinčića. Bio je suradnik Majstorske radionice Frana Kršinića (1951. – 1953.).
Projektirao je i izveo veliki broj javnih skulptura (Podgarić, Kozara; „Spomenik prosinačkim žrtvama u Zagrebu“). Bio je kipar koji je najradikalnije iskazivao sklonost tehničkim i formalnim eksperimentima, za svoje skulpture koristio je nekonvencionalne materijale (željezo, staklo, žica, crni beton). Upotrebljavao je postupke obradbe koji nisu klasični (skulpture je kovao, zavarivao ili gradio povezivanjem različitih materijala).
Samostalno je izlagao na mnogim vodećim europskim muzejima i galerijama. Sudjelovao je tri puta na Biennalu u Veneciji, a 1960-e kao jedini predstavnik tadašnje Jugoslavije nominiran je za nagradu Grand Prix. Izlagao je na Place Vendome u Parizu, ispred Palače pravde u Bruxellesu i londonskom Regent`s Parku. Njegova djela prikazana su u brojnim antologijama europske moderne i suvremene skulpture te se nalaze u brojnim svjetskim zbirkama. Dobitnik je brojnih nagrada u Hrvatskoj i inozemstvu (Nagrada „Vladimir Nazor“ za životno djelo, 2007.; Rembrandtova nagrada „Fondacije Goethe“, Basel, 1977.). Od 2004. bio redoviti član HAZU (Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti). Živio je u Zagrebu, Vrsaru i Bruxellesu.
U Vrsaru je 1981. otvoren Park skulptura „Dušana Džamonje“.

Dva puta je sudjelovao na Mediteranskom kiparskom simpoziju, 1982. i 2003.