1872年获柏林大学博士学位。1876年任马尔堡大学教授，1880年任斯特拉斯堡大学教授。1883年任卡尔斯鲁厄工业大学的物理学教授。1885年受聘蒂宾根大学任教，并在该校建立了物理研究所。1895年返回斯特拉斯堡大学任教授并任物理研究所所长。晚年在美国度过。

布劳恩的第一项研究工作是关于弦的振动和弹性棒的振动，特别是棒的振动幅度和周围环境对振动的影响。他最重要的研究工作是在电学方面，发明了布劳恩静电计。1897年第一个设计了阴极射线示波器。

1898年布劳恩开始从事无线电报的研究，试图以高频电流将莫尔斯信号经过水的传播发送。后来他又把闭合振荡电路应用于无线电电报，而且是第一批使电波沿确定方向发射的试验者之一。1902年成功地用定向天线系统接收到了定向发射的信号。由于在发展无线电报上所做的贡献，布劳恩和G.马可尼共同获1909年诺贝尔物理学奖。