Brodersen kom fra en kjøpmannsfamilie i Trondheim. Han tok latinlinja på Trondheim katedralskole. Etter et års studier i Norge, begynte han i 1925 på sosiologistudier i Berlin med Alfred Vierkandt som viktigste veileder. 1931 avla han doktorgraden i sosiologi fra Friedrich-Wilhelms-Universität på en avhandling i religionssosiologi inspirert av Werner Sombart. Fra 1935 fikk han Rockefellerstipend for studieopphold i USA. Ved hjemkomsten ble han Norges første universitetsstipendiat i sosiologi, og hadde denne stillingen fra 1936 til 1940. Han underviste disse årene sosialøkonomistudenter i sosiologi.