Родился 26 января 1801 года в Митаве в дворянской семье Лифляндской губернии. Сын сенатора, почетного опекуна, тайного советника Осипа Осиповича Дюгамеля (1768—1840), в 1811-1825 годах Лифляндского губернатора, а в 1825-1827 Рижского генерал-губернатора, от брака с баронессой Генриеттой Карловной фон Гейкинг (1774-1862 годы). Образование получил в Пажеском корпусе, по окончании которого в возрасте 19 лет зачислен в Свиту Е.И.В. по квартирмейстерской части. 

Принимал участие в русско-турецкой войне 1828—1829 годов и за отличие произведен в капитаны. В 1831 году участвовал в подавлении польского восстания, награжден золотой шпагой с надписью «За храбрость» и получил чин полковника. 

В 1832 переведен в Генеральный штаб. В конце года исполнял дипломатические поручения в лагере командующего египетской армией Ибрагим-паши. В 1833—1837 годах генеральный консул в Египте. В 1838—1841 годах полномочный министр в Персии. В 1833 году получил чин генерал-майора, а в 1841 году вновь зачислен в Генеральный штаб. В 1842 исполнял особые дипломатические поручения в княжествах Молдавия и Валахия. С 1843 года состоял членом Комитета, учрежденного для начертания общего плана водяных и сухопутных сообщений в Империи. 

В 1847 пожалован в Свиту Е.И.В., а в 1849 году произведен в генерал-лейтенанты. В декабре 1851 назначен сенатором; присутствовал в Межевом департаменте Сената, затем состоял присутствующим, а с 1856 года — первоприсутствующим в различных департаментах Сената. В 1861—1866 годах генерал-губернатор Западной Сибири и одновременно в 1861—1865 годах командир Отдельного Сибирского корпуса, а в 1865—1866 годах командующий войсками Западно-Сибирского военного округа. В 1866 году назначен членом Государственного совета. За службу удостоен высших российских орденов.

Скончался на 80-м году жизни. Похоронен в селе Носковицы Винницкого уезда Подольской губернии.