Bray-Steinburg studerte jus i Göttingen og München og var virksom som diplomat i Wien, Paris og Athen. Fra 1843 til 1859 var han med enkelte opphold bayersk gesandt i St. Petersburg. 1846/47 og 1848/69 var han første gang bayersk utenriksminister. 1859/60 var han gesandt i den prøyssiske hovedstad Berlin, og deretter i den østerrikske hovedstad Wien. I 1870 ble han utnevnt av kong Ludwig II til utenriksminister igjen, samt til formann for Ministerrådet (statsminister). Han fikk ansvaret for forhandlingene i forbindelse med Bayerns inntredelse i Det nordtyske forbund, hvor Bayern sikret seg viktige særrettigheter. På grunn av sin motstand mot den bayerske kulturkamppolitikken trådte han tilbake som utenriksminister i 1871, og ble igjen, frem til 1897, bayersk gesandt i Wien.