אף על פי שבראון צבר כמעט שמונה שנים של שירות בפנטגון, הוא היה מדען הטבע הראשון שמונה כמזכיר ההגנה. הוא היה מעורב למעשה בכל תחומי הפעילות של המחלקה. על רקע מטרת ממשלו של ג'ימי קרטר לארגון מחדש של הממשל הפדרלי, כתב בראון סקירה מקפת על מערכת ההגנה שבסופו של דבר הייתה הבסיס לשינוי משמעותי. לעומת זאת הוא הבין את מגבלותיה של רפורמה יעילה. באחד מנאומיו הראשונים לאחר סיום תפקידו, שנשא באוניברסיטת מישיגן במרץ 1981 שנקרא "ניהול מחלקת ההגנה – מדוע לא ניתן לעשות זאת", הוא אמר:
בהתייחסו לתכנון האסטרטגי, היה בראון שותף במידה דומה מאוד לדאגותיהם של קודמיו מן המפלגה הרפובליקנית – הצורך להשביח את הכוחות המזוינים של ארצות הברית ולשפר את הסדרי הביטחון הקולקטיביים – אך עם מחויבות חזקה יותר להטלת מגבלות על שימוש בכלי נשק. בראון דבק ברעיון של "איזון חיוני" (essential equivalence) במרוץ החימוש הגרעיני מול ברית המועצות. משמעות הדבר הייתה ש"הכוחות הגרעיניים האסטרטגיים הסובייטיים לא יהפכו לאמצעי שימושי למינוף מטרות פוליטיות, דיפלומטיות או צבאיות. יש לשמור על יציבות גרעינית, בעיקר בעת משבר. כל היתרונות של המאפיינים הצבאיים שמהן נהנתה ברית המועצות, הן קיזוז היתרונות של ארצות הברית במאפיינים אחרים. וארצות הברית למעשה, וגם לא לכאורה, לא נמצאת בעמדת נחיתות מול הכוחות הגרעיניים האסטרטגיים של ברית המועצות".
בספר זיכרונותיו שכתב מאוחר יותר ב-2012, "הביטחון זרוע-הכוכבים" (Star-Spangled Security), הדגיש בראון שוב את משנתו:
על פי הניו יורק טיימס, הבינו מומחים במבט לאחור שבניגוד לנרטיב הפופולרי שהנשיא רונלד רייגן הגדיל את ההוצאה על ביטחון כדי לנצח (ובסופו של דבר לגרום לקריסתה) את ברית המועצות, היו אלו בראון וקרטר שהחלו "לשמור על המאזן האסטרטגי, אל מול החידושים האוויריים והבליסטיים הסובייטים באמצעות שיפור הטילים בליסטיים בין יבשתיים, באמצעות שדרוג המפציצים האסטרטגיים B-52 סטרטופורטרס וציודם בטילי שיוט לגבהים נמוכים והצבתן של הרבה יותר צוללות לשיגור טילים המצוידות בטילים מרובי ראשי נפץ.
טילים גרעיניים.
בראון ראה צורך חיוני להמשיך ולהחזיק במכלול המשולש של הטילים הבליסטיים הבין יבשתיים, מערכות שיגור הטילים מהצוללות והמפציצים האסטרטגיים. כמה מההחלטות החשובות ביותר של ממשל קרטר על מערכות הנשק השתקפו במחויבות זו. אף על פי שהוא החליט לעצור את מיזם ה-B-1 לנסר, הוא המליץ לשדרג את מפציצי ה-B-52 ולצייד אותם בטילי שיוט ונתן אור ירוק לפיתוח טכנולוגיות החמקנות, שטופחו על ידי תת-מזכיר ההגנה למחקר והנדסה, ויליאם פרי, שאפשר לייצר מטוסים (מפציצים לצד כלי טיס אחרים) עם חתימת מכ"ם נמוכה מאוד, שסביר להניח שיהיו מסוגלים להתחמק ממערכות ההגנה של האויב ולשגר את מטענם אל המטרות. הממשל גיבה את פיתוח טיל ה-MX שיועד להחליף את הטילים הבין-יבשתיים משנות השמונים שבהדרגה הפכו ליותר ויותר פגיעים, המיניטמן והטיטן. כדי להבטיח את השרידות של טילי ה-MX המליץ בראון להציבם ב"מקלטי הגנה רב-תכליתיים". 200 טילי MX יועדו להיות מוצבים ביוטה ובנבדה, כשכל טיל ישונע בין 23 מקלטים המיועדים רק לו, כך שלצורך כך הוקמו 4,600 מקלטים. אף על פי שתוכנית זו הייתה יקרה מאוד ושנויה במחלוקת מבחינה סביבתית, טען בראון שזו הדרך הטובה ביותר להגן על הטילים מפני מתקפת אויב. בנוגע לצלע הימית של המכלול המשולש, בראון האיץ את פיתוח הצוללות הגרעיניות מסדרת אוהיו וקידם את המרת הצוללות מסדרת פוסידון לבעלות יכולות מלאות לשיגור טילים מרובי ראשי נפץ.
בראשית שנת 1979 כבר היו בראון ואנשי צוותו בעיצומו של תהליך הפיתוח של "אסטרטגיית הנגד" (countervailing strategy), גישה לבחירת מטרות גרעיניות שמזכירי ההגנה לשעבר, רוברט מקנמארה וג'יימס ר' שלזינגר מצאו אותה מעניינת, אך מעולם לא הודו בכך בפומבי. כפי שבראון תיאר זאת, "חובה עלינו להחזיק ברשותנו כוחות וכלי טיס לשימוש הכוחות הגרעיניים האסטרטגיים שלנו, כך שבמקרה של תוקפנות כלפי האינטרסים שלנו, יריבינו יכירו ששום תוצאה מתקבלת על הדעת לא תצא מכך. הסיכוי לכישלון כזה ירתיע מפני מתקפת אויב על ארצות הברית או על האינטרסים החיוניים שלנו". אף על פי שבראון לא פסל את גישת ההשמדה ההדדית המובטחת, ששמה דגש על אזורים אורבניים ומטרות תעשייתיות, הוא האמין ש"חורבן כזה לא חייב להתרחש באופן אוטומטי, להיות הברירה היחידה שלנו, או תלוי במתקפה כל שהיא של האויב. אכן, ניתן להעלות על הדעת שהמשימה של השמדה מובטחת לא תתבצע כלל במקרה שהמתקפה כשלה".
אימוץ רשמי של אסטרטגיית מתקפת הנגד הגיעה לידי ביטוי כאשר חתם הנשיא קרטר על "צו נשיאותי 59" ב-25 ביולי 1980. בהסבירו את צו זה טען בראון שאין זו דוקטרינה אסטרטגית חדשה, אלא יותר עידון, קודיפיקציה של הסברים קודמים למדיניות האסטרטגית שלנו. החלק העיקרי של הצו, כפי שבראון תיאר אותו, היה:
בשל העובדה שחשיפתם הבו-זמנית של צו נשיאתי 59 וטכנולוגיית החמקנות התרחשה בעיצומם של הבחירות לנשיאות ארצות הברית בשנת 1980, כמה ביטויי ביקורת שנמתחו על ממשל קרטר, טענו שהממשל הדליף אותם כדי שיהוו טענות נגד להאשמות על חולשתו ויגבירו את סיכוייו להיבחר בשנית. אחרים הטיחו את ההאשמה שהצו הפך את האפשרות שארצות הברית תיזום עימות גרעיני לסבירה יותר, בהתבסס על ההערכה שמלחמה גרעינית עשויה להיות מוגבלת במידה זו או אחרת. בראון עמד על כך ש"אסטרטגיית הנגד" לא הייתה אסטרטגיה של מכה ראשונה. כפי שהוא הגדיר זאת, "שום דבר במדיניות לא משקף שמלחמה גרעינית עלולה להיות אמצעי מכוון להשגת המטרות הביטחוניות הלאומיות שלנו. ...אך אין אנו יכולים להרשות לעצמנו את הסיכון שההנהגה הסובייטית עלולה להשתעשע ברעיון שמלחמה גרעינית היא אפשרות סבירה או שהיא יכולה להיות אמצעי לכפות מטרות.
נאט"ו.
בראון התייחס לחיזוקה של ברית נאט"ו כאל נקודת מפתח בביטחון הלאומי ופעל רבות להפיח רוח חיים בברית. בסיועו של רוברט קומר, שבתחילה היה יועץ מיוחד לענייני נאט"ו ולאחר מכן תת-מזכיר ההגנה למדיניות, יזם בראון שורה של יוזמות זמן קצר לאחר שנכנס לתפקידו. במאי 1978 אישרו ראשי ממשלות מדינות נאט"ו תוכנית הגנה ארוכת טווח שכללה עשר קטגוריות של סדרי עדיפויות: מוכנות משופרת; תגבור מהיר; כוחות מילואים אירופאים טובים יותר; שיפורים ביכולות הימיות; הגנה אווירית משולבת; פיקוד, שליטה ותקשורת יעילים; לוחמה אלקטרונית; תהליכים הגיוניים לשיתוף פעולה בחימוש; תיאום לוגיסטי ועתודות מלחמה מוגדלות; מודרניזציה של הזירה הגרעינית. כדי ליישם את הקטגוריה האחרונה החליטו שרי החוץ וההגנה של נאט"ו בדצמבר 1979 להגיב על הצבתם של כלי נשק גרעיניים סובייטיים חדשים – טילי ה-SS-20 Saber ומטוסי הטופולב Tu-22M בהצבתם של 108 טילי פרשינג 2 ו-464 טילי שיוט קרקעיים בכמה ארצות אירופאיות החל מדצמבר 1983. מנהיגי נאט"ו הצביעו על כך שהצבת הטילים החדשים תצומצם אם תהיה התקדמות משביעת רצון בדיונים על הפיקוח על הנשק עם ברית המועצות. בדחיפתו של בראון, התחייבו חברות נאט"ו ב-1977 להרחיב את ההוצאה התקציבית של כל אחת ואחת מהן בקצב של 3% לשנה בין השנים 1979 – 1986. המטרה, הסביר בראון, הייתה להבטיח שהמשאבים והיכולות של הברית – הן קונבנציונליים והן גרעיניים – יגיעו לאיזון מול אלו של הגוש המזרחי. אף על פי שכמה מחברות נאט"ו היססו לאשרר את ההסכמה להצבת הטילים החדשים ולא תמיד שמרו על הגידול של ה-3%, היה בראון שבע רצון מהתקדמותה של ברית נאט"ו. בערך באמצע תקופת כהונתו הוא סיפר למראיין שהוא סבור שההישג החשוב ביותר שלו עד כה היה התחדשותה של ברית נאט"ו.
בראון גם ניסה לחזק את תרומתן הביטחונית של בעלות בריתה של ארצות הברית מחוץ לברית נאט"ו, במיוחד יפן וקוריאה הדרומית. הוא האיץ שוב ושוב בממשלת יפן להגדיל את תקציב הביטחון שלה כדי שהיא תוכל לתרום חלק משמעותי יותר בנטל של המדינות המערביות במרחב הפסיפי. אף על פי שב-1977 החליט ממשל קרטר על נסיגה בשלבים של הכוחות הקרקעיים מקוריאה הדרומית, הוא התחייב להמשיך להגיש למדינה זו סיוע צבאי ואחר. מאוחר יותר, בשל הגידול המשמעותי בגודלם של הכוחות המזוינים העממיים של קוריאה הצפונית, וההתנגדות בארצות הברית לנסיגת הכוחות, גנז הנשיא קרטר את התוכנית והותיר כ-40,000 חיילים אמריקאים בקוריאה הדרומית. כינון היחסים הדיפלומטיים בין ארצות הברית לבין סין ב-1 בינואר 1979, היו ההכרה של ארצות הברית ברפובליקה העממית של סין 30 שנים לאחר הקמתה. שנה מאוחר יותר קיים בראון ביקור בסין, שוחח עם ההנהגה הפוליטית והצבאית שלה וסייע להניח את היסוד לשיתוף הפעולה המוגבל בנושאי הביטחון בין שתי הארצות.
הפיקוח על הנשק.
סוגיית הפיקוח על הנשק הייתה חלק בלתי נפרד ממדיניות הביטחון של בראון. הוא תמך בתוקף בהסכם סאל"ט 2 שנחתם ביוני 1979 בין ארצות הברית לברית המועצות והיה הדובר הראשי של הממשל בשכנוע הסנאט לאשר אותם. הסכם סאל"ט 2 הגביל את כל אחת משתי המעצמות ל-2,250 מערכות שיגור של נשק גרעיני אסטרטגי (מפציצים, טילים בין-יבשתיים, טילים לשיגור מצוללות וטילים בליסטיים אוויר-קרקע), כולל מגבלת בינים של 1,200 משגרי טילים מרובי ראשי נפץ, שמתוכם רק 820 יכלו להיות משוגרים בטילים בליסטיים בין-יבשתיים. ההסכם גם הטיל הגבלות על מספר ראשי הנפץ בכל טיל ועל הצבתן של מערכות טילים בליסטיות קרקעיות חדשות, למעט טיפוס חדש של טיל בין יבשתי קל לכל אחד מהצדדים. היה בהסכם גם תנאי שכל אחד מהצדדים ישתמש רק באמצעים הטכנולוגיים שלו עצמו.