Pierre-Albert Espinasse naît à Paris dans le XVII{{e}} arrondissement, rue Darcet. Il adopte par la suite le nom de scène de sa mère, Germaine Brasseur, comme nom de scène. Pierre Brasseur, alors âgé de six ans, fut témoin d'une des premières attaques de La Bande à Bonnot.
Après ses études, il échoue au concours d'entrée au Conservatoire, puis suit des cours d'art dramatique dispensés par Harry Baur et Fernand Ledoux au conservatoire Maubel. Il publie grâce à Louis Aragon, Robert Desnos et Jacques Prévert ses premiers textes dans La Révolution surréaliste.
En 1924, il fait à la fois ses débuts au théâtre chez Lugné-Poe au théâtre de l'Œuvre, et au cinéma avec Jean Renoir dans La Fille de l'eau. Il incarne d'abord principalement des personnages de gigolos, puis il rencontre Jacques Prévert qui donnera un tournant important à sa carrière. Son premier vrai beau rôle, il le trouve dans son interprétation du peintre alcoolique de Lumière d'été de Jean Grémillon.
Il a acquis la popularité du grand public par son interprétation dans Le Quai des brumes de Marcel Carné et surtout pour son rôle de Frédérick Lemaître dans Les Enfants du paradis, mais il était déjà renommé comme acteur de théâtre.
Il réalise une superbe prestation de Lucien Maublanc, le rejeté des Grandes familles, d'après l'œuvre de Maurice Druon, offrant un extraordinaire face-à-face Gabin-Brasseur.
Sa véritable passion est de jouer sur les planches. Il triomphe avec Le Sexe faible d'Édouard Bourdet, dans Kean, où il incarne le grand acteur anglais raconté par Alexandre Dumas père, dans Les Mains sales et Le Diable et le Bon Dieu de Jean-Paul Sartre, comme dans Tchao de Marc-Gilbert Sauvajon ou dans Dom Juan aux Enfers de George Bernard Shaw aux côtés de Paul Meurisse.
Aragon l'introduit dans le groupe surréaliste et il fait la connaissance d'André Breton, Paul Éluard, Benjamin Péret, Raymond Queneau. Il a écrit plusieurs pièces : L'Ancre noire (1927), Sainte Cécile (1944), Un ange passe (1943), L'Enfant de Poméranie (1945) et publié en 1972 une biographie : Ma vie en vrac (ISBN 2-85956-500-0) qu'il présente dans Italiques. Il devient l'intime de personnalités célèbres telles Pablo Picasso, Jean Cocteau, Louis Aragon, Paul Éluard et Max Jacob.
En 1953, il est magnifique dans deux films de Georges Combret : La Pocharde et Raspoutine.
Il fait l'une de ses dernières apparitions à l'écran dans l'épisode Meurtre par intérim des Cinq Dernières Minutes avec Raymond Souplex.
Marié à Odette Joyeux en 1935, il a un fils : Claude Brasseur, ainsi qu'un petit-fils : Alexandre Brasseur. Il épouse ensuite la pianiste Lina Magrini (décédée en 1970) et vit plusieurs années avec la chanteuse Catherine Sauvage.
Pierre Brasseur meurt le {{date}} à Brunico en Italie, d'une crise cardiaque, à la suite d'une crise d'emphysème, pratiquement dans les bras de Claude Dauphin, son partenaire du film qu'il était en train de tourner, La Plus Belle Soirée de ma vie. Il est inhumé au cimetière du Père-Lachaise (division 59).