杜克体育异常出色，是美国私立名校的代表。美国体育频道ESPN评出美国十大篮球名校，杜克力压北卡罗来纳大学教堂山分校（简称“北卡”）、堪萨斯大学，以绝对优势排名第一，当之无愧的篮球第一名校。杜克的学生体育好是出了名的，被认为 “杜克有全世界最好的篮球队”。作为全美最著不同于世界上很多顶尖的学术名校，杜克大学的体育异常出色，是美国私立大校的代表。杜克大学简称蓝魔（Blue Devils），直属NCAA第一等级（Division I）的ACC赛区（Atlantic Coast Conference），同赛区的学校有波士顿学院，弗吉尼亚大学，马里兰大学，乔治亚理工，弗罗里达州立，克莱门森大学，迈阿密大学，弗吉尼亚理工，维克森林大学，北卡罗来纳大学教堂山分校，和北卡罗来纳州立大学。在2013年雪城大学和匹兹堡大学也将加入ACC赛区。

　　杜克大学历史上曾12次荣获NCAA全国冠军，其中女子高尔夫球队四次（1999,2002,2005,2006,2007），男篮四次（1991,1992,2001,2010），男足一次（1986），女子网球（2009），男子袋棍球（2010）。杜克大学的橄榄球虽然在近20年有着和中国足球一样糟糕的战绩，但历史上曾经在1942年承办过唯一一次在洛杉矶以外的玫瑰碗总决赛（美国NCAA橄榄球联赛四大碗之首）。当时杜克大学橄榄球队在主场以16-20输给了俄勒冈州立大学，在上世纪30年代到60年代，杜克大学的橄榄球有过短暂的辉煌。杜克的主要对手（尤其是男篮）是邻城的北卡大学教堂山分校，这样的竞争关系甚至导致人们将两校的标志色蓝色严格地区分开来：浅色粉蓝代表“北卡大学”，深蓝则象征杜克。

　　杜克有着十分深厚的篮球文化，美国体育频道ESPN 2011评出美国十大篮球名校，杜克力压北卡教堂山大学、堪萨斯大学，以绝对优势排名第一，是NCAA当之无愧的篮球第一名校。杜克有全世界最好的篮球队，杜克于1991年，1992年，2001年，和2010年，四次获得NCAA男子篮球的冠军。”老K“教练（Michae.l Krzyzewski，也是目前美国国家篮球队的教练”)是杜克大学的篮球队主教练，执教杜克大学多达30年，在2011年11月16日，他赢取了NCAA篮球历史上获胜场数最多的主教练（903场）。在”老K“教练时代，杜克共为NBA输入51名球员，有乔丹接班人格兰特希尔、原火箭队前锋巴蒂尔、姚明同级探花秀邓利维、芝加哥公牛队主力布泽尔、费城76人队的中锋埃尔顿·布兰德，以及2011被骑士队选中的状元埃文等。杜克的篮球理念是注重团队配合，球员篮球智商一般比较高。

　　杜克大学自1985年NCAA锦标赛扩军至64支队以来唯一支拿过四次全国冠军的球队，近20年中11次闯入NCAA四强，99至03连续五年ACC赛区摘冠。北京时间4月6日，2010年NCAA全国锦标赛落下帷幕，杜克时隔9年后再度杀入决赛并61-59力挫黑马巴特勒大学拿下冠军。

　　杜克大学的Cameron篮球馆因此极为著名，承载了美国人的体育运动精神和杜克篮球队的荣誉。球馆建于1905年，可以容纳9134人，是杜克大学男篮，女篮，和女排的主场。目前在Cameron篮球馆，单场NCAA篮球比赛门票是65美元，高于NBA的平均门票价格。学生可以凭杜克大学的学生证免费入场观看比赛，也可以通过Campout的方式购买季票（学生季票价格是200美元）。

　　2011年，在杜克大学男篮中国之行的比赛中，杜克男篮接连以77-64，78-66，93-78三站全胜的战绩击败了中国男篮U23（中国男篮二队）。