Brunner byl blízkým spolupracovníkem Adolfa Eichmanna. Narodil se v Rohrbrunnu v Hradsku (Burgenlandu), byl obchodníkem a v roce 1931 vstoupil do NSDAP a v roce 1938 do SS. Po připojení (anšlusu) Rakouska se Brunner stal členem bezpečnostní služby (SD). V srpnu 1938 nastoupil jako zaměstnanec do „Reichszentrale für Jüdische Auswanderung“ (Ústředna pro židovské vystěhovalectví) ve Vídni, kterou založil Eichmann. V říjnu a listopadu 1939 organizoval Brunner deportace z Vídně a Moravy do Niska v Polsku. Po Eichmannově odchodu z Vídně převzal vedení Ústředny Brunner. V únoru a březnu organizoval deportaci vídeňských Židů do Generálního gouvernementu. V témže roce nechal deportovat Židy na Východ, kde byli zavražděni. V roce 1942 byl Brunner umístěn do Berlína. V únoru 1943 byl převelen do Řecka, kde řídil deportace Židů ze Soluně. V červnu 1943 odešel do Francie, kde nejprve vedl tábor v Drancy. Po převratu v Itálii zorganizoval odvoz Židů z Nice a okolí přes Drancy do Osvětimi.
V září 1944 přijel Brunner do Bratislavy, aby řídil deportace Židů ze Slovenska, které mezitím obsadili Němci.
Brunner byl obviněn z četných vražd, které spáchal vlastníma rukama.
Opakovaně byl internován pod falešnými jmény, ale podařilo se mu vyhnout zatčení. V roce 1954 uprchl do Damašku poté, co byl ve stejném roce v Paříži odsouzen k trestu smrti. V roce 1960 byl Brunner v Damašku krátce zatčen, ale syrská vláda odmítla v roce 1984 jeho vydání.
