Estudió bajo la dirección de su padre, el reverendo Peter Bellinger Brodie y escogió la medicina como su profesión.

En 1810 fue elegido socio de la Sociedad Real, a la que mandaría varios artículos sobre sus investigaciones originales en fisiología.

[2]​ En 1854 publicó anónimamente un volumen de Investigaciones Psicológicas —ocho años más tarde, expandidas, revisadas y actualizadas bajo su nombre.

Recibió muchos honores durante su carrera y atendió a la salud de la Familia Real, empezando con Jorge IV.

Su hijo mayor fue el químico de Oxford, Benjamin Collins Brodie, 2.º Baronet.