Il 1975 fu il suo anno migliore: pur correndo con una vettura meno performante della concorrenza, in quanto i freni della sua March 751 erano derivati dalle vetture di Formula 2, riusci sempre più spesso in prova ad avvicinarsi ai primi e a Anderstorp arrivò a conquistare la pole position. A Zolder invece riuscì a comandare per alcuni giri prima che i freni esplodessero. Quando pioveva però, la differenza fra i top team e le piccole squadre si assottigliava e in una di queste occasioni Brambilla vinse la sua prima e unica gara di Formula 1 al Gran Premio d'Austria, precedendo di una trentina di secondi James Hunt e Tom Pryce. Questa gara verrà ricordata per la scomparsa di Mark Donohue a causa dello scoppio di una gomma durante il "warm-up". Tra l'altro la gara stessa venne anche interrotta a causa del maltempo prima che fosse coperta almeno il 75% della distanza e per questo, in base al regolamento, gli venne assegnata la metà dei punti. Sotto il traguardo Brambilla, in preda all'entusiasmo, festeggiò alzando entrambe le braccia e perse il controllo della sua March 751 distruggendo il musetto che per molti anni venne usato come "trofeo" nell'officina di famiglia a ricordo della sua unica vittoria. Sempre nel 1975 riuscì a vincere anche la gara di Vallelunga di Formula 2 con la March del team di Ron Dennis.