Duke začal hrát na piano ve čtyřech letech poté, co viděl vystoupení Duka Elingtona. "Sám si to moc nepamatuju, ale máma říkala, že jsem se úplně zbláznil. Pobíhal jsem a křičel: Dejte mi piano, dejte mi piano," vzpomínal.
V sedmdesátých letech byl členem kapely The Mothers of Invention, jejímž frontmanem byl Frank Zappa. Později ho doprovázel i na sólové dráze. Během více než čtyřicetileté kariéry hrál Duke třeba s Michaelem Jacksonem, konkrétně na jeho úspěšném albu Off the Wall z roku 1979.
Produkoval nahrávky Smokeyho Robinsona nebo Milese Davise. Ale natočil rovněž více než třicet vlastních desek. Získal několik cen Grammy. Poslední album nazvané Dreamweaver vydal ještě letos.
V roce 2009 vystupoval v Praze v rámci Agharta Jazz Festivalu.