Бренуэлл Бронте был четвёртым ребёнком из шестерых детей и единственным сыном Патрика Бронте и его жены, Марии Бренуэлл Бронте. Родился в Торнтоне, близ Брэдфорда, Йоркшир, и позже переехал со своей семьей в Хауорт, где его отец получил сан священника в 1821 году.
Среди детей Бронте, доживших до зрелого возраста, Бренуэлл считался самым талантливым; по крайней мере, с детства и в юности он чаще других проявлял свою одарённость. В то время как четыре его родные сестры были отосланы на учёбу в пансион Кован-Бридж, Бренуэлл обучался дома отцом, который дал сыну классическое образование.
Бренуэлл Бронте, как и его сёстры, с детства пристрастился к сочинительству. Сохранились наброски обширного повествования о вымышленной стране Ангрии, написанного Бренуэллом совместно с Шарлоттой (Эмили и Энн тогда же выдумали собственную фантастическую страну — Гондал, «огромный остров в северной части Тихого океана»).
В юности Бренуэлл Бронте учился портретной живописи в Хауорте; в 1838 и 1839 годах работал художником в Брэдфорде. Одна из самых известных его работ — автопортрет в окружении сестёр (позднее Бренуэлл стёр собственное изображение).
В 1840 году Бронте стал преподавать у мальчика в богатой семье, но после полугода работы там был уволен. В это время он работал над переводами «Од» Горация. В 1841 году он был принят на работу на железнодорожную станцию, однако через год его обвинили в растрате (при нём была обнаружена недостача в размере 11 фунтов). В течение всего периода работы в семье и на станции Бренуэлл писал для йоркширских газет под всевозможными псевдонимами.
В 1843 году Бронте поступил на новое место работы — преподавателем у сына священника Эдмунда Робинсона. Эту работу он получил благодаря сестре Энн, служившей гувернанткой в семье Робинсон у двух старших дочерей. Во время пребывания в семье он страстно увлёкся женой мистера Робинсона — Лидией. Миссис Робинсон была неосторожна в общении со своим любовником, неоднократно передавала ему деньги через прислугу. В 1845 году муж Робинсон раскрыл измену и уволил Бренуэлла Бронте.
После возвращения в Хауорт Бренуэлл стал злоупотреблять алкоголем и опиумом (выпивать и принимать наркотики он начал с юности). Постепенно поступки Бренуэлла становились опасными и непредсказуемыми, нередко случались приступы белой горячки. В эти годы первые романы сестёр Бренуэлла начали принимать издательства, но Бренуэлла это не волновало. Серьёзная наркотическая и алгокольная зависимость Бренуэлла повлекла за собой ослабление здоровья, после чего он заразился ещё и туберкулёзом. Семья Бренуэлла не догадывалась о том, насколько серьёзно он болен; местный доктор поставил диагноз уже на последней стадии болезни. 24 сентября 1848 года Бренуэлл Бронте умер. Сестра Бренуэлла Эмили умерла от туберкулёза в декабре того же года, Энн — в мае 1849 года.