Brunn var grunnleggere av den moderne arkeologien i Sør- og Mellom-Europa. Etter vandringer i det sørlige Italia ble Brunn i 1856 sekretær ved det tyske arkeologiske instituttet i Roma. Instituttet gjorde han med støtte fra den prøyssiske regjeringen til et sentrum for forskningen. Brunn var fra 1865 professor ved München universitet, fra 1888 direktør for glyptoteket. Blant hans skrifter kan trekkes frem: (1853-59, andra opplag 1888-89) og (1893–97).