1915年，杨廷宝考入北京清华学校（清华大学前身），1921年清华学校毕业后留学美国,就读于美国宾夕法尼亚大学建筑系,获硕士学位。
他的建筑设计和水彩画得到保尔·克芮和瓦尔特·道森的指导，学习成绩优异。1924年，他荣获全美建筑系学生设计竞赛艾默生奖一等奖，同年又获市政艺术学会设计竞赛一等奖。杨廷宝获硕士学位后，美国不少建筑事务所出重金聘用他，但他眷恋祖国，1926年回国。
1927年杨廷宝加入天津基泰工程司（基泰建筑工程司曾是国内当时最著名的建筑事务所之一），开始他的职业生涯。只有27岁的他，在当年设计出了亚洲最大的火车站——京奉铁路沈阳总站。在当时被西方垄断的建筑市场，几乎没有中国人设计的建筑。杨廷宝从此名声大噪，成为和梁思成齐名的建筑大师，人称“南杨北梁”。
京奉铁路沈阳总站（今沈阳北站），位于沈阳市北，1927年6月设计，是杨廷宝先生回国后主持的第一个工程，该站平面布置紧凑，功能合理，具有交通建筑特征，总面积近7000平方米，是继北京前门、山东济南等车站后，由我国建筑师自己设计建造的当时国内最大的火车站。
30年代后杨廷宝长期在南京工作,创作出了一批具有中国特色的时代感极强的优秀建筑,如：国民党中央党史史料陈列馆和国民党中央监察委员会办公楼、中央研究院、中央体育场、中央医院、金陵大学图书馆、南京下关火车站、中山陵音乐台、谭延闿墓等。
1940年起兼任中央大学建筑系教授,1949年后历任南京大学、南京工学院建筑系教授、副院长和建筑研究所所长。从1940年到1982年，杨廷宝始终工作在高等学校，培养了数以千计的建筑人才，中科院学部建筑委员会主任委员郑寿燮，清华大学建筑系教授张坦等都是他的得意门生。
解放后,他参加了北京天安门广场、人民大会堂、北京火车站等项目的建筑设计。他的设计不仅做出了合理的功能布局,协调的建筑体形,宜人的比例尺度,而且结合运用了一些中国传统建筑的特点与形式来进行设计,探索着传统建筑形式走向现代化的道路,从而发展了“国粹”精神的民族形式建筑。
此外，杨廷宝的绘画功底也十分深厚。
宾夕法尼亚大学宿舍（杨廷宝绘）
