Han var sønn av tollsjef Lorentz Brun, og studerte til kjemiingeniør ved NTH (1922–26) der han var forskningsassistent (1926–29). Brun ble ansatt i Norsk Hydro (1929) og bygget med Leif Tronstad og andre, den norske tungtvannsfabrikk på Vemork (1934). Han ledet så fabrikkens elektrolyseavdeling inntil den, mot hans anmodning (av hensynet til sivilbefolkningen) ble bombet (1943).