Lideró en los cincuenta y sesenta el Dave Brubeck Quartet, que alcanzó un gran éxito.

Brubeck escribió numerosos estándares del jazz, entre los que se incluyen In Your Own Sweet Way y The Duke.

En mucha de su música experimentó con el compás, grabando Pick Up Sticks en 6/4, Unsquare Dance en 7/4 y "Blue Rondo à la Turk" en 9/8.

Su padre, Peter Howard "Pete" Brubeck, fue ganadero, mientras que su madre, Elizabeth (de soltera, Ivey), quien había estudiado piano en el Reino Unido con Myra Hess y pretendía ser concertista, daba clases para obtener algún dinero extra.

[4]​[5]​ En un principio, Brubeck no pretendía convertirse en músico (sus dos hermanos mayores, Henry y Howard, ya lo eran), pero tomó lecciones de su madre.

[6]​ Su intención era trabajar con su padre en el rancho, por lo que entró en el College of the Pacific de Stockton, California (ahora llamado Universidad del Pacífico) para estudiar veterinaria, aunque pronto se cambió a zoología.

Aunque muy crítico con las finalidades del programa, Brubeck incorporó a partir de estas giras varios ritmos y formas no convencionales inspirados en músicas del mundo, plasmadas en el álbum Jazz Impressions of Eurasia.

En 1958, luego de probar algunos contrabajistas y algunos bateristas, quedaría finalmente formado el "Cuarteto Clásico", así llamado porque mantuvo prácticamente la misma formación hasta su disolución.

[11]​ En 1959, el Dave Brubeck Quartet lanzó Time Out, un álbum que generó entusiasmo en su productora, aunque esta mantuviese reservas respecto a su lanzamiento.

El álbum comprendía composiciones originales y casi ninguno de los temas tenía una métrica simple.

La formación "clásica" del Dave Brubeck Quartet se desmanteló en 1967, habiéndose reunido nuevamente tan solo para su 25º aniversario en 1976.

Bajo el nombre The Dave Brubeck Trio & Gerry Mulligan, grabaron varios álbumes resultantes de sus giras internacionales entre 1968 y 1972.

[16]​ The Economist escribió: "Sobre todo, les costaba creer que el jazz de mayor éxito en Estados Unidos lo tocaba un hombre de familia, un californiano relajado, modesto, amable y abierto, que felizmente habría sido un ranchero —salvo que no podía vivir sin actuar, porque el ritmo del jazz, bajo toda su extrapolación y exploración, era, había descubierto, el ritmo de su corazón".