Er besuchte das landwirtschaftliche Institut Hof Geisberg bei Wiesbaden und die Universität Gießen (Schüler von Liebig). Ab 1856 war er als Generalsekretär des Vereins Nassauischer Land- und Forstwirte und ab 1867 als Mitglied des preußischen Landesökonomiekollegiums tätig. 1871-1895 hielt Dünkelberg als Professor und Direktor der Landwirtschaftlichen Akademie Poppelsdorf bei Bonn Vorlesungen u. a. zu Kulturtechnik, Baukunde und landwirtschaftlicher Betriebslehre. 1887-1896 war er nationalliberales Mitglied im preußischen Abgeordnetenhaus. Dünkelberg sah den Ursprung der landwirtschaftlichen Ertragssteigerung in den ältesten Formen der Melioration und gilt als Begründer der wissenschaftlichen Agrikulturtechnik.