1953'te İrlanda'nın Drogheda şehrinde dünyaya geldi ancak County Meath'teki Navan kentinde büyüdü. Thomas - May Brosnan çiftinin tek çocuğudur, ancak babası henüz bebekken annesini terketti. 4 yaşındayken annesi hemşirelik yapmak için Londra'ya taşınınca büyük anne ve babası, onlar ölünce de bazı akrabalarının yanında yaşadı, bir süre yatılı okula gitti. 1964 yılında annesi ve üvey babasının yanına, Londra'ya taşındı. Burada gördüğü ilk filmlerden biri, Bond filmi 'Altın Parmak'tı. Çalışmaya, genç yaşta bir sirkte alev yutan adam olarak başladı. Okulu bıraktıktan sonra reklam yıldızı oldu. Daha sonra, akşamları tiyatro grubunda faaliyet gösteren bir arkadaşı sayesinde oyunculukla tanıştı. İşini bırakarak oyunculuk kariyerinin başlangıcı olarak kabul edilebilecek Londra'daki Drama Merkezi'ne girdi ve burada 3 yıl eğitim gördü. Bu eğitiminin ardından 1.88 m boyundaki oyuncu taksi şoförlüğü ve reklam oyunculuğunu bırakıp tam zamanlı oyunculuk yapmaya başladı.

Tiyatrodaki çıkışı, oyun yazarı Tennessee Williams'ın onu İngiliz yapımı "Red Devil Battery Sign"da McCabe'i canlandırması için seçmesiyle gerçekleşti. Londra Drama Merkezi'ndeki çalışmalarından 4 yıl sonra sahneden ayrılarak, ilk filmi "The Long Good Friday"de (1980) rol aldı. Manions of America adlı dizi filmdeki Rory O'Manion karakteriyle Amerika Birleşik Devletleri'nde de tanındı. Burada canlandırdığı karakter bir İrlanda göçmeninin 19. yüzyıl Amerikası'ndaki yükselişini anlatıyordu. Bu başarılı çıkış, Brosnan'ın yıllarca popüler bir dedektif dizisi olarak ekranlara gelen Remington Steele'de de başrol almasının yolunu açtı. Sinema aktörlüğüne geçişi kolay olmadı; ancak düzenli olarak dizilerde ve TV filmlerinde oynama şansı buldu. Remington Steele'in ratingleri alt üst etmesi, televizyonda Brosnan'ın popülerliğini devam ettirmesini sağladı. Brosnan, Remington Steele'in çekimleri için, eşi ve çocuklarıyla California'ya taşınmıştı. Dizi son derece başarılı bir şekilde, 4 sezondan fazla 92 bölüm olarak ekranlara geldi. Bu, Pierce'ı bir anda Amerika'nın en tanınmış aktörlerinden biri yaptı.

Pierce, bir aktör olarak adını daha çok dizi filmler, tanıtım filmleri, kablolu yayın sinemaları ve televizyon reklamı ile duyurmuştu. Ancak 1984 yılı başında Pierce'ın, Roger Moore'dan sonraki James Bond olarak rol alabileceği dedikoduları yayılmaya başladı. 1986 yılında kendisine bu teklif götürüldü. Ama dizi sözleşmesi nedeniyle teklifi geri çevirmek zorunda kaldı. Haziran 1994'te Londra'da Pierce Brosnan büyük bir basın toplantısı ile beşinci 007 olarak açıklandı. Popüleritesini çevirdiği ilk Bond filmi olan Altın Göz ile yeniledi. Onu takip eden blockbuster filmleri olan Yarın Asla Ölmez ve Dünya Yetmez ile de yeni filmlerine kapı açtı. Son olarak rol aldığı Başka Gün Öl filminde ise başrolü Oscar Ödüllü sanatçılar Halle Berry ve Judi Dench ile paylaştı.

James Bond ve Remington Steele rollerinin dışında komediden gerilime birçok farklı türde roller aldı. 1986'da yönetmen John McTiernan'ın ilk nitelikli filmi olan Nomads'de da oynadı. Başrolü Michael Caine ile paylaştığı The Fourth Protocol (1987), komedi filmi Mrs. Doubtfire (1993), The Mirror has Two Faces (1996) ve Çılgın Marslılar (1996) gibi komedi filmlerinin yanında aksiyon ve gerilim filmlerinde de adını duyurdu. 1988 yapımı Nicholas Meyer'in yönettiği The Deceivers, Bruce Beresford'un yönettiği drama filmi olan Mr. Johnson (1990), bir bilim kurgu gerilim filmi olan Lawnmower Man (1992) ve  rol aldığı diğer filmlerine örneklerdir.

Bond serisinden ayrılıp rolünü Daniel Craig'e devrettikten sonra Mamma Mia! (2008), Percy Jackson & the Olympians: The Lightning Thief (2010), Some Kind of Beautiful (2014) İntikam (The Foreigner, 2017) gibi farklı türlerde filmlerde yer alarak kariyerini sürdürdü. 2017'de başlayan The Son dizisinde Eli McCullough karakterini canlandırdı.

1980'de Avustralyalı aktris Cassandra Harris ile evlenen Brosnan, eşinin 1991'de yumurtalık kanseri nedeniyle ölümüne dek onunla evli kaldı. Harris'in önceki evliliğinden doğan Charlotte (1971-2013) ve Chris'i (1972) evlat edinen sanatçının, ayrıca 1983 doğumlu Sean adında bir oğlu daha bulunmaktadır. 2001'de Amerikalı gazeteci ve aktris Keely Shaye Smith ile evlenen oyuncunun bu birliktelikten de Dylan (d. 1997) ve Paris (d. 2001) adlarında 2 erkek çocuğu daha doğmuştur. 2004'ten bu yana İrlanda vatandaşlığına ek olarak Amerikan vatandaşlığına da sahiptir.