En 1967, comme son coéquipier Denny Hulme avec qui il partage les BT19, BT20 et BT24, Brabham remporte deux victoires, en France et au Canada. Toutefois, désireux d'essayer de nouvelles pièces sur sa voiture, il en compromet la fiabilité et laisse la couronne mondiale lui échapper. Denny Hulme, Ron Tauranac et Frank Hallam, l'ingénieur en chef de Repco, pensent d'ailleurs tous les trois que cette volonté de Brabham de vouloir à tout prix essayer de nouvelles pièces en course lui a coûté le titre de champion des pilotes. Lors des deux premiers Grands Prix de la saison, disputés en Afrique du Sud et à Monaco, si Brabham décroche la pole position, il finit à chaque fois hors des points. Au Grand Prix de Belgique, l'Australien abandonne au quinzième tour sur casse moteur. Il obtient néanmoins plusieurs podiums comme aux Pays-Bas, en Allemagne, en Italie et au Mexique où il finit deuxième à chaque fois. Avec cinq points d'avance sur son coéquipier, Denny Hulme remporte le championnat des pilotes tandis que l'écurie Brabham remporte un deuxième titre de champion des constructeurs consécutif. Lors des courses hors-championnat, Brabham prouve qu'il aurait pu contester le titre à son coéquipier car avec deux victoires, à Oulton Park au puis à l' et quatre podiums en cinq courses, l'Australien démontre qu'il n'a rien perdu de sa combativité.