Brænne var statsråd i Wollert Konows regjering, som satt fra 2. februar 1910 til 19. februar 1912. Frem til 11. juni 1910 var han sjef for Arbeidsdepartementet, deretter overtok han som sjef for Handelsdepartementet. Deretter gikk han tilbake til posten som arbeidsminister i Jens Bratlies regjering frem til 22. august 1912. I sin siste periode som stortingsmann var han medlem av Stortingets jernbanekomité. I 1918 trakk han seg ut av politikken.