考取进士，选为庶吉士，授子编修官职。多次担任省城乡试或京城会试的试卷校阅官，人们称赞他录取的读书人都是人才。历任宁波知府、榆林知府、西安知府，他善于判案，受到称赞。嘉庆二十五年（1820）擢升为湖北按察使，暂代布政使。长江沿岸民田多年被水淹没，可是这些民田的赋税仍然要交纳，田主叫苦不迭，邓廷桢请求朝廷将这些民田的赋税通统豁免。道光元年（1821），邓廷桢升为江西布政使。在担任西安知府时，渭南令有意开脱县民柳全壁的杀人罪责，邓廷桢没有察觉，因而受到牵累，被革职。朝廷建议将他送去戌守军台，道光皇帝帝爱新觉罗旻宁知道邓廷桢没有私心杂念，特意赦免他，不要他去戌守军台，给他七品官衔，送往直隶（今河北省）任用。不久担任通水道道台。道光四年（1824），擢升为陕西按察使，后来升为布政使。道光六年（1826），邓廷桢擢升为安徽巡抚。从嘉庆年代以来．安徽发生很多大案，凤阳、颖州两地民风尤其凶悍，经常派兵去镇压，追缴当地民间武器，私藏的还是很多。邓廷桢上任后，立下期限，责成当地保长督察，对逾期不缴和私造武器者一律绳之以法。邓廷桢任用的官吏都很得力，凤阳、颖州两地刁悍之风有所收敛。过去惯例，颖州辖内，凡三人以上持凶器把人杀伤的，充军到极边或烟瘴之地，妻子跟随发配。邓廷桢上疏说；"对民风凶悍地区实应采取从严惩办政策，但妇女顾全名节，为了不跟随丈夫去充军，有很多将自己致残，有的还自杀身亡。在情理上，她们值得同情。请求废止这个惯例。"碰到闹洪涝，邓廷桢亲自坐船去勘查灾情救济灾民。他修复安丰堤岸，芍陂闸门，疏理凤阳的沫河，并且修理堤坝。他雷厉风行缉拿罪犯，多次抓获势力强大的强盗。因为抓获在南河掘堤的首犯陈端，皇帝下诏书嘉奖他。他在安徽当巡抚十年，为政强调安定平静，安徽境内一派太平景象。
道光十五年（1835），邓廷桢擢升为两广总督。当时吸食鸦片成风，白银外流，已构成大祸害。道光十六年（1836），英国商人用趸船载运鸦片，邓廷桢禁止载运鸦片，不许趸船开进港口，英国商人就把趸船停泊在外洋，刘廷桢根据宣布的旨令．把趸船赶走。沿海乱法犯禁的奸民，相互勾结，串通一气，鸦片进口一下子难以断绝。邓廷桢与提督关天培整顿海防，加强守备，接连在大屿山口、急水洋截获趸船，船上戴银上亿两，全部充当奖赏，去破获囤积鸦片贩于。道光十八年（1838），英国船只运载外国男女500多人到澳门居住，邓廷桢把他们赶走要他们回国。皇帝下达禁烟决议，邓廷桢上疏说；法令如能在豪强显贵中执行，小民依从不在话下，禁令如能在中国严格执行，外国鸦片自然会减少。"道光十九年（1839)，林则徐奉命来广东禁烟，邓廷桢与他同心协力，将趸船上的鸦片全部缴获，予以销毁，严办走私贩卖鸦片的贩子；用武力对付英国商人屡战皆捷。乱法犯禁的奸民于是失去饭碗，他们到处散布流言非语。邓廷桢上疏陈辞，其中说："我缉拿严办鸦片贩子，至今三年了。其中豪横狡诈之徒，有的被处决，有的逃亡，他们家破人亡，于是产生怨恨情绪，污蔑查禁鸦片是迎合上司旨意，袭取窝点、抓捕贩子是贪求功劳，侦察盯梢是耍弄狡诈手腕，追查审问是严刑拷打。诬告我受贿，指控我营私。讽刺我的建议是急于抓财政收人，抨击我的新条例是随便改变律令，狂妄悖理，混淆视听，这些人的用意，无非是为鸦片贩子泄愤。"皇帝下诏书安慰和勉励他。
朝廷调邓廷桢去当两江总督，后来又调去当云贵总督，邓廷桢都未去上任，福建海防正急需加强，于是调他去当闽浙总督。邓廷桢买回14门西洋大炮运到福建，因为福建没有内港就将炮台筑在海滩上，海滩是散沙地，炮台不会牢固，邓廷桢就奏请朝廷，将炮台改为炮墩，用袋子装沙石垒砌，炮墩外面用船护卫。同时招募水兵将商船改造成舰艇出海巡逻。道光二十年（1840）三月，英国船只到厦门侦察，邓廷桢派提督程恩高等人到梅林澳迎敌，将英国船只击走。奸民同英国人勾通出海运送鸦片，邓廷桢分别责成水军和陆军严厉缉拿，碰到他们就围剿，这些奸民接连被歼被捉。六月，敌船驶入厦门，要求通商，遭到拒绝 于是敌船开炮，扑向炮台，参将陈胜元、守备陈光福，奋力还击，击毙敌人先头部队数人，开炮打伤很多敌人，敌人才逃去。侵犯浙江的敌人，攻陷定海，邓廷桢率师前去清剿，来到清风岭，接皇帝诏书，要他不要开赴浙江，因为福建的海防很重要，于是邓廷桢驻兵泉州，募兵训练。邓廷桢上疏说："英国船只二十多艘聚泊在定海，内地兵船恐怕很难一下子赶到，必须重造坚固巨大战舰，多配置大炮弹药，从小路进发，才能制服战胜敌人。"
同年九月。皇帝下诏书，指责邓廷桢，说他在广东处理问题不妥善，逐渐闹出事端，将他与林则徐同时革职。道光二十一年（1841）琦善撤毁沿海防御设施，虎门失守，又追究邓廷桢久江两广总督，不抓军务，同林则徐一起充军伊犁。道光二十三年（1843），获释还乡。不久皇帝授予邓廷桢三品项戴，任为甘肃布政使。他建议清查荒地，亲自-一勘查，从银川以东一直勘查到洮州、陇县尽头，西面勘查到酒泉为止，查出可耕地19400多顷，另外回民贡地1500多顷，宁夏马厂地100多顷，这些地产都归公有，其中经常耕种的田地开始征收赋税荒芜的招人开垦，皇帝下诏书嘉奖他的辛劳，恢复他的二品顶戴。道光二十五年（1845），升为陕西巡抚，又代理陕甘总督。回民匪徒骚扰蒙古人，邓廷桢派兵在硫磺沟拦截，将匪乱平息。不久回到陕西巡抚任上。道光二十六年（1846），在官府去世。
邓廷桢的治绩早就受到人们的称赞，他几次被革职又几次被起用，道光皇帝对他很了解，所以终于重用他。邓廷桢学识渊博，喜欢读书人，他的官府中有很多知名人士，经常研究学术问题，从未间断。邓廷桢特别精通音韵学，他写的散文、诗词，都在世间流传。他的儿子邓尔恒后来也当上陕西巡抚。