Dutilleux nació en 1916 en Angers, en el noroeste de Francia, en una familia muy vinculada al arte. Su bisabuelo paterno fue amigo de pintores como Delacroix y Corot, mientras que su abuelo materno, Julien Koszul, fue el director del conservatorio de Roubaix y se le considera el descubridor de Albert Roussel. También fue amigo de Gabriel Fauré.
Ha compuesto una treintena de obras, situadas entre lo tradicional y la vanguardia. La última fue Correspondencias, que se dio a conocer el enero pasado por su 97º cumpleaños.
Es autor también de la obra para violonchelo Tout un monde lointain y de su equivalente para violín, L’Abre des songes, sus obras más aplaudidas.
Además de obras sinfónicas, Dutilleux compuso música de cámara, conciertos y música para ballet.