朵尔直班字惟中，木华黎七世孙。祖父名硕德，父名别理哥帖木儿。
朵尔直班出生不过百日父亲就去世了，由叔祖父抚育。叔父拜住奏请仁宗降诏书以保护其家。朵尔直班好读书，十四岁拜见文宗。文宗将御驾上都，亲自视察其御衣，命登于册，但左右没有能写汉字的人，朵尔直班则秉笔书写，文宗大喜曰：“世臣之家只有你能知道学习，真是难得。”任命他为尚衣奉御，不久授工部郎中。
元统元年(1333)，提升为监察御史。首先上疏请皇帝亲自祭祀宗庙，并提出赦令不应多发。又陈述时政五事：其一，“太史说(明年)三月十五有月蚀，四月初一有日蚀。皇上应整顿朝纲，改进政治和刑法，疏远奸邪小人，专任忠良，这样就可望化灾难为吉祥”。其二，“皇上亲祭天地和宗庙”。其三，“请端庄正直之人来辅导勋臣故吏的子弟，使他们不好玩耍，不听街巷鄙俗之言，专心学习，则圣贤之道可以发扬光大”。其四，“机要之臣固然应该尊敬爱护，但必须赏罚公平，这样才使民心悦服”。其五“，消除盗贼，赈救饥民”。届时真有日月蚀，烈风大作，河北、山东发生旱灾和蝗灾。朵尔直班乘机再条陈九事：一曰“近来侥幸之门渐开，刑罚渐渐松弛，无功者企望赏赐，有罪者侥幸求免。这样下去，恐刑法渐毁，纲纪渐乱，为国效力之臣如何得到鼓励，奸臣无所警惕畏惧”。二曰“天子之财皆来自人民，人民竭其力来供官府，而官府还感到费用不足，恐官民抱怨之气会影响阴阳之调和，水旱灾害会由此而生。应专命中书省派官员二人去督责户部详细拟定减免赋税办法，停止不急需的工役，不进行无名的赏赐”。三曰“宫中常做佛事，应暂时停止”。四曰“官府官吏日增，官吏考选之法日益破坏，应该减少冗员”。五曰“均公田”。六曰“铸钱币。”七曰“废除山东田赋总管府”。八曰“免除河南自报的田粮。”九曰“禁止在海外取妾纳姬”。
正月初一，在大明殿朝贺皇帝，朵尔直班负责纠正官员们列队次序和向皇帝朝拜的顺序，奏请：“百官逾越次序者，应同违反礼节论罪，以惩戒不敬。”以前，管理宫廷乐队的官，其位置排在百官之后，御史大夫撒迪传旨，把他们列入正班，朵尔直班坚持不可。撒迪说“：御史不服从皇上诏令吗？”朵尔直班说“：事情不能这样办，大夫应该再去请示皇上的好。”西域僧侣在内廷做佛事，酒醉失火，朵尔直班弹劾僧侣不守戒律，延烧宫殿，震惊天子，应治罪。撒迪传旨免该僧侣之罪，朵尔直班又坚持不可，一天内传旨八次，这才遵命不治僧侣之罪。
丞相伯颜和御使大夫唐其势的两家家奴，仗势害民，朵尔直班巡视到氵郭州，将这些家奴一律逮捕法办，百姓拍手称快。回朝后，唐其势大发雷霆：“御史对我太不礼貌，侮辱我家人，我有何面目去见别人。”回答说：“我朵尔直班只知奉法，不知其他。”唐其势的侄子马马沙为钦察亲军指挥使，横行霸道，目无法纪，朵尔直班进行弹劾。马马沙纠集一帮无赖之徒欲加害朵尔直班，正在此时唐其势被诛，马马沙的暗害未能得逞。朵尔直班调入太府监，后改任奎章阁学士院供奉学士，又升为承制学士，都兼为经筵官。再升为侍读学士、同知经筵事。这时，朵尔直班刚二十岁，又是世家子弟，能独以儒家学说侍奉皇帝，人们传为佳话。
至正元年(1341)，废学士院，任朵尔直班为翰林学士，官阶升为资善大夫。于是经筵由翰林负责，仍命朵尔直班为同知经筵事。这时康里....以翰林学士承旨也在经筵，向皇帝讲解经义，朵尔直班任翻译，讲得透彻，多有开诚忠告之处，但这是宫内的事，秘不外传。不久，调朵尔直班任大宗正府也可扎鲁火赤，在审理诉讼时，援引律令，无有不当。有同僚年老者称赞道“：我做这方面的官已四十年了，今见公论事完全如神人一般。”宗王中有杀其祖母的，朵尔直班与同僚拔实极力请朝廷依法治罪，使宰相感到为难。朝廷任命他为淮东肃政廉访使，又调任江南行台治书侍御史，尚未启程又调任江西行省左丞，因病没有赴任。北还，在黄..山疗养。后起任资正院使。
至正五年，拜中书参知政事、同知经筵事，领导宣文阁。当时正纂集《至正条格》，朵尔直班认为该书上有祖宗制诰，怎能独以今日之年号命名；又指出条格只不过是律令中一种，怎可单独为书名。当时宰相不接受他的意见，只是把其中的制诰去掉。有个善于音乐的人得到皇帝宠爱，诏令此人任崇文监丞。朵尔直班另荐举一人为崇文监丞，顺帝大怒说：“选拔人才完全由中书省来决定吗？”朵尔直班忙顿首回答说“：陛下用自己宠幸的人居如此高雅职位，臣恐后有议论。今选他人，是臣一人之罪，与中书省其他臣僚无关。”听他这样一说，帝才高兴。升朵尔直班为右丞，不久拜为御史中丞。监察御史弹劾别儿怯不花，奏章刚上，便贬御史大夫懿怜真班为江浙行省平章政事。朵尔直班认为“：像这样则御史台的纲纪何在。”便再上章劾奏，并请留懿怜真班为御史大夫，不允，台臣们都交印辞职。帝对朵尔直班说“：你不能辞职。”回答说：“纲纪破坏，臣怎能独留。”帝不禁落泪。朵尔直班辞职回家，杜门谢客。
不久，出任辽阳行省平章政事，官阶荣禄大夫。到任后询问民间疾苦，知该地的米粟、羊豕、薪炭诸货，都是依靠乡民送到城里贩卖，而贵室的僮仆、官府的隶卒，强行购买，仅付半价。又知本地习俗，编柳条为斗，大小不一，豪商和狡猾的市侩从中操纵，人民受害。朵尔直班令地方官府严防并禁豪商猾侩操纵市场，统一度量衡。又抚恤孤老，整顿官吏的任免，淘汰多余的胥吏，如此等等。犯罪者，虽是勋臣故吏都不宽恕。王府及各衙门官吏，无不惧怕。朝廷召为太常礼仪院使，不久任命为中政使，又转为资正使。
河南人民起义反元，顺帝为之忧虑。拜朵尔直班为中书平章政事，官阶光禄大夫。他首先提出“治国之道纲常伦理为重”，因此应该旌表在反人民起义斗争中为忠于朝廷而死难的前西台御史张桓，以此来劝诫后来人；认为应守住荆襄、湖广以绝后患。指出倡乱反元的只是少数人，不能把中华百姓都视为叛逆。他这番议论与丞相脱脱的意见不合。当时脱脱信赖左司郎中汝中柏和员外郎伯帖木儿，此二人专权独断，而朵尔直班为人正直，在朝廷不依附于任何人。这时陕州危急，朝廷任命朵尔直班为陕西行台御史大夫去加强防御。行至中途闻商州陷落，武关不守，便立即昼夜赶到奉元，人民起义军已到鸿门。奉元官吏提出要择吉日办理公务，朵尔直班不准，令他们立即入衙办事。他自己督各军收复商州，修筑奉元城堡，募民为兵，将府库所存白银作为对有战功的人奖赏。
御史大夫也先帖木儿在河南为起义军所败，西台御史蒙古鲁海牙、范文等十二人上章弹劾，朵尔直班也在奏章上署名，签名后对左右说：“我将去为湖广平章。”不久，朝廷果下令调他为湖广平章政事。因为也先帖木儿是丞相脱脱之弟，奏章上后，脱脱大怒，故把朵尔直班调去湖广，其他十二御史也被贬官。朵尔直班临行时关中人含泪送别，依依不舍。到重庆时，闻江陵失守，道路不通，有人劝稍留等待，他不肯，务必按期到任。
湖广行省的省会当时暂在澧州，朵尔直班到任后严肃军纪，献粟者授以官，人心一致。丞相脱脱命朵尔直班专门供给军粮。当时官仓储粮所剩无几，朵尔直班宴请本州有粮财主，亲自敬酒，劝他们贷粮给官府，将来朝廷颁发钱钞则按值还钱，这些人都答应了。他还派人到河南、四川去买粮。右丞伯颜不花总领军队，他遵照脱脱的暗示，多次侮辱朵尔直班，而朵尔直班不为所动。官军收复武昌，进军蕲、黄。伯颜不花无休止地向他索取军粮，虽无不给予，但还指责他供给失期。达剌罕军帅王不花愤愤不平地说“：平章是国家贵臣，如今他睡不好，吃不好，为我们军队粮食操劳。要什么就立即办理，还要诬陷他，真无人性，我们各自还乡去吧。”脱脱遣国子助教完者到军中来害他。完者到来后，见他为国事操劳，反而敬重他。朵尔直班素有风湿病，在军中受雾露之寒气，病情加重，卒于黄州兰溪驿，年四十岁。
朵尔直班在朝中以提倡儒家的纲常名教为己任，荐拔人才不从私恩出发。他留心经学，凡程颐、程颢之书，总是手不释卷。爱好五言诗，尤精于字画。他深深佩服翰林学士承旨临川危素关于“学以安国家、利社稷”的主张。在经筵为皇帝讲学，多陈述大义。空闲时收集古代圣贤遗言，编纂成书四卷，一曰《学本》，二曰《君道》，三曰《臣职》，四曰《国政》。《学本》包括：明道、厚伦、制行、稽古、游艺这五项；《君道》包括敬天、爱民、知人、纳谏、治内五项；《臣职》包括：宰辅、台察、守令、将帅、暂御五项；《国政》包括：兴学、训农、理财、审刑、议兵五项。顺帝看了这书认为很好，赐名为《治原通训》，藏于宣文阁。