Генерал от инфантерии (с 30.08.1861). Из дворян Лифляндской губернии. Сын сенатора, почётного опекуна, тайного советника Осипа Осиповича Дюгамеля (1768—1840), в 1811-1825 Лифляндского губернатора, а в 1825-1827 Рижского генерал-губернатора, от брака с баронессой Генриеттой Карловной фон Гейкинг (1774-1862). Родился в Митаве. Получил домашнее образование, выдержал экзамен на чин в Пажеском корпусе (1820), 27.01.1820 зачислен в Свиту Е.И.В. по квартирмейстерской части. В 1820—1823 принимал участие в тригонометрической съёмке C.-Петербургской губернии. 22.04.1823 произведён в подпоручики и 12.12 переведён в Гвардейский Генеральный штаб, в котором получил назначение в Военно-топографическое депо. В 1825—1826 состоял при полковнике Ф.Ф. Берге во время его экспедиции к Каспийскому и Аральскому морям, летом 1826 вернулся и в Москве представил имп. Николаю I отчёт об экспедиции. 23.08.1826 был произведён в поручики и командирован в Константинополь, где находился до октября 1827, занимая должность 2-го секретаря при военном отделении русской миссии.
Во время русско-турецкой войны 1828—1829 Дюгамель был определён в Императорскую главную квартиру, после переправы через Дунай войск 3-го пехотного корпуса состоял в авангарде генерал-лейтенанта Ф.В. Ридигера и участвовал в боях под Констанцей и Шумлой, в июне 1828 за отличие при Кюстенджи получил бант к ордену св. Владимира 4-й степ. (орден получен 29.07.1827), в октябре 1828 направлен во 2-й пехотный корпус под Силистрию и за отличие при осаде этой крепости 17.01.1830 был награждён орденом св. Анны 3-й степ. с мечами и бантом. В кампанию 1829 Дюгамель получил назначение в 6-й пехотный корпус генерала от инфантерии Л.О. Рота, 5.05 участвовал в сражении при селении Эски-Арнаутлар, был ранен в плечо и взят в плен, содержался в Шумле до 3.07. После освобождения прибыл в Главную квартиру армии в Ямболь и уже 8.08 участвовал в занятии Адрианополя; 4.09 отправлен в Кавказскую армию графа И.Ф. Паскевича под Эрзерум с известием о заключении мира. 14.10.1829 за отличие был произведён в капитаны.
В 1831 участвовал в подавлении польского восстания, отличился в сражениях при Калушине (5.02.1831), Вавре (7.02.1831) и Грохове (13.02.1831), 25.02.1831 командирован на Вислу выше Варшавы для разведки и поиска удобной переправы, 13.04. участвовал в сражении при Куфлеве. 25-26.08.1831 участвовал во взятии Варшавы, награждён золотой шпагой с надписью «За храбрость» и получил чин полковника (25.12.1831). 7.02.1832 переведён в Генеральный штаб, откуда 26.10.1832 был назначен состоять при Н.Н. Муравьёве, отправленном в Турцию для исполнений секретных поручений. 24.12.1832 Муравьёв отправил Дюгамеля в Конью для проведения переговоров с египетским командующим Ибрагимом-пашой. Вернувшись в турецкую столицу 10.04.1833, Дюгамель занимался составлением описания укреплений Дарданелл, а 13.05 был назначен состоять при главнокомандующем русским экспедиционным корпусом графе А.Ф. Орлове, посланном на помощь турецкому султану против восставшего египетского паши Мухаммеда-Али. После урегулирования турецких неурядиц Дюгамель был назначен 8.08.1833 генеральным консулом в Каире. 23.10.1836 за отличное исполнение особого поручения награждён орденом Св. Станислава 2-й степ. со звездой. 3.08.1837 отозван в Россию, сдал дела 12.11.1837. 6.12.1836 произведён в генерал-майоры. С 30.04.1838 чрезвычайный посланник и полномочный министр в Персии, 23.08.1841 уволен от этой должности с сохранением звания полномчного министра до сдачи дел, 1.12.1841 сдал дела и вновь зачислен в Генеральный штаб. С 30.04 по 22.07.1842 исполнял особые дипломатические поручения в княжествах Молдавия и Валахия, за это удостоен 4.08.1842 единовременной выдачей 1000 червонцев. 21.07.1843 назначен состоять в распоряжении военного министра и генерал-квартирмейстера Главного штаба Е.И.В. С 1.12.1843 состоял членом Комитета, учреждённого для начертания общего плана водяных и сухопутных сообщений в Империи. В 1845 Дюгамель подал прошение об отставке «по крайне расстроенным обстоятельствам», но император, «имея в виду дать ему высшее назначение», высказал пожелание, чтобы он не оставлял службы. 25.12.1847 пожалован в Свиту Е.И.В. 1.04.1848 был направлен в Молдавию и Валахию для предотвращения революционных выступлений. 3.04.1849 произведён в генерал-лейтенанты. За исполнение поручений в Молдавии и Валахии награждён 17.01.1850 орденом Св. Владимира 2-й степ., а 24.04.1851 - орденом Белого Орла.
15.12.1851 назначен сенатором; присутствовал в Межевом департаменте Сената, затем состоял присутствующим, а с 21.12.1856 — первоприсутствующим в различных департаментах Сената. С 27.10.1859 по 11.07.1860 ревизовал Олонецкую губернию. С 13.01.1861 по 28.10.1866 генерал-губернатор Западной Сибири и одновременно командир Отдельного Сибирского корпуса (13.01.1861-6.08.1865) и командующий войсками Западно-Сибирского военного округа (6.08.1865-28.10.1866). 28.10.1866 назначен членом Государственного совета. 27.01.1870 по случаю 50-летия службы в офицерских чинах Дюгамель удостоился Высочайшего рескрипта и зачислен опять в Генеральный штаб. 22.04.1874 назначен помощником мирового судьи по Винницкому уезду.
За службу также удостоен орденов Св. Анны 2-й степ. (15.10.1831), Св. Владимира 3-й степ. (12.08.1833), Св. Георгия 4-й степ. (3.12.1839), Св. Станислава 1-й степ. (15.04.1841), Св. Анны 1-й степ. (24.02.1842), Св. Александра Невского (26.08.1856, алмазные знаки к ордену — 30.08.1860) и Св. Владимира 1-й степ. с мечами (4.04.1865). Имел также орден "Virtuti militari" 4-й теп. (1832), австрийский орден Железной короны 1-й степ. (5.12.1849), кроме того, египетский паша пожаловал ему золотую табакерку с вензелем и алмазами (15.01.1838), а персидский шах - портрет с алмазами (19.12.1839). Другие награды: бриллиантовый перстень в 400 рублей (12.12.1824), светло-бронзовая медаль в память войны 1828-1829 (1829), знаки отличия за 20 (22.08.1844), 25 (22.08.1847), 30 (22.08.1852), 35 (22.08.1858) и 40 (22.08.1864) лет службы, тёмно-бронзовая медаль в память войны 1853-1856 (1856), знак отличия в память успешного введения в действие положения о крестьянах, вышедших из крепостной зависимости (1864).
Дюгамель - автор обширных и ценных «Записок», напечатанных в «Русском архиве» в 1885 и в том же году изданных в Москве отдельной книгой. Также составил записки «Сравнительный обзор государственных доходов во Франции, в Австрии, в Пруссии и в России» (1844) и «История кредита и государственного долга в России» (1845), представленные имп. Николаю I. Остались неопубликованными его «История войны против Польских мятежников в 1831 году» и «Критический очерк операций русской армии в Польше в 1831 г.».
Владелец приобретённого имения: 875 душ в селе Носковицы Винницкого уезда Подольской губернии и 4000 десятин в Самарской губернии. Жене до 1877 принадлежала 1/8 часть дохода от Брацлавского арендного имения в Подольской губернии, данного в 1777 на 100 лет её деду с правом передачи по наследству. Скончался на 80-м году жизни. Похоронен в Носковицах при Молчанском костёле.
Был женат на Юлии Михайловне Козловской (1812-1891), дочери командира лейб-гвардии Преображенского полка М.С. Козловского. Детей не имел, взял на воспитание троюродную племянницу жены Юлию Степановну Гаршину (1850-?). Впоследствии она вышла замуж за адъютанта Дюгамеля капитана Миссори-Торриани.
