Brekke fikk i 2005 pris for mest lovende forskere under 40 år ved Det humanistiske fakultet ved Universitetet i Oslo. Han var professor i religionshistorie og Sør-Asia områdestudier ved Institutt for kulturstudier og orientalske språk ved Universitetet i Oslo i 2007. Brekke har sittet i det svenske Vetenskapsrådet og har vært gjesteforsker ved Universitetet i Oxford. I 2013–2014 var han ved Det teologiske fakultet ved Universitetet i Oxford og Pembroke College. Fra 2016 til 2020 var Torkel Brekke forsker I ved Institutt for fredsforskning (PRIO). Fra 2019 til 2023 var han professor i kulturelt og religiøst mangfolk ved OsloMet, og fra 2023 er han professor ved MF vitenskapelig høyskole i Oslo. Han er også tilknyttet forskningssenteret C-REX (Senter for ekstremismeforskning).