Après avoir vu Maurice Chevalier jouer au Théâtre des Bouffes Parisiens, Pierre Espinasse décide de devenir acteur. Il échoue au concours d'entrée au Conservatoire, puis suit des cours d'art dramatique dispensés par Harry Baur et Fernand Ledoux au conservatoire Maubel. Il rencontre les surréalistes et Jean Cocteau. En 1924, il fait ses débuts au théâtre.
La carrière cinématographique de Pierre Brasseur commence en même temps que sa carrière au théâtre, en 1924. Il joue dans La Fille de l'eau de Jean Renoir. Ses rôles se cantonnent dans un premier temps à des personnages de gigolos. En 1935, il rencontre Jacques Prévert. Ils tournent ensemble Un oiseau rare. Ils travailleront ensemble sur dix autres films. Il prête notamment sa voix grave aux intonations emphatiques au film d'animation réalisé par Paul Grimault et écrit par Jacques Prévert, La Bergère et le ramoneur (1948). C'est en 1938 qu'il est définitivement lancé. Il interprète un voyou souffleté par Jean Gabin dans Quai des Brumes de Marcel Carné. Il change alors de registre pour incarner des êtres " lâches ". En 1942, Jean Grémillon lui offre l'un des rôles principaux de Lumière d'été. En 1943, il retrouve Marcel Carné qui lui confie un de ses plus grands rôles dans Les Enfants du Paradis. Il incarne Frédéric Lemaître, figure de la tyrannie. Son registre s'enrichit, de Barbe Bleue (1951) de Christian-Jaque à Vive Henri IV, vive l'amour (1960) de Claude Autant-Lara, en passant par Napoléon (1954) de Sacha Guitry et La Tour de Nesle (id.) d'Abel Gance. Pour Georges Franju, il joue dans La Tête contre les murs (1958), Les Yeux sans visage (1959) et Pleins feux sur l'assassin (1960). En 1964, il partage l'affiche avec son fils Claude dans Lucky Jo de Michel Deville. En 1972, il meurt quelques jours avant la fin du tournage de La Piu bella serata della mia vita (La Plus belle histoire de ma vie) de Ettore Scola.
Outre ses nombreuses apparitions au théâtre, Pierre Brasseur joue une fois pour la télévision, en 1970, dans Les Frères Karamazov. Il a écrit entres autres L'Ancre noire (1927), Sainte Cécile (1944), Un ange passe (1943) et L'Enfant de Poméranie (1945).
Courts métrages 1932 | Une faim de loup | Germain Fried |
| 1933 | Je suis un as | Joseph Tzipine |
| 1933 | Médecin de service (Le) | André Cerf |
| 1933 | Une heure de rêve | Joseph Tzipine |
| 1933 | Vacances conjugales | Edmond T. Gréville |
| 1951 | Maison Tellier] ([La) | Max Ophuls |
| 1952 | Saint-Tropez, devoir de vacances | Paul Paviot |
| 1952 | Torticola contre Frankensberg | Paul Paviot |
| 1963 | Comédiens (Les) | Jacques Tierry |
Longs métrages| 1938 | Grisou | Maurice de Canonge |
| 1957 | Amants de demain (Les) | Marcel Blistène |
| 1938 | Grisou | Maurice de Canonge |
| 1938 | Grisou | Maurice de Canonge |
| 1940 | Tobie est un ange | Yves Allégret |
| 1924 | Catherine ou une vie sans joie | Albert Dieudonné, Jean Renoir |
| 1924 | Fille de l'eau (La) | Jean Renoir |
| 1924 | Madame Sans-Gêne | Léonce Perret |
| 1926 | Feu ! | Jacques de Baroncelli |
| 1930 | Mon ami Victor ! | André Berthomieu |
| 1930 | Un trou dans le mur | René Barberis |
| 1931 | Circulez ! | Jean de Limur |
| 1931 | Papa sans le savoir | Robert Wyler |
| 1932 | Chanson d'une nuit (La) | Anatole Litvak |
| 1932 | I.F.1. ne répond plus | Karl Hartl |
| 1932 | Moi et l'Impératrice | Friedrich Hollaender, Paul Martin |
| 1932 | Quick | Robert Siodmak |
| 1932 | Un rêve blond | Paul Martin |
| 1932 | Vainqueur (Le) | Hans Hinrich, Paul Martin |
| 1932 | Voyage de noces | Germain Fried, Erich Schmidt |
| 1933 | Garnison amoureuse (La) | Max de Vaucorbeil |
| 1933 | Incognito | Kurt Gerron |
| 1933 | Sexe faible (Le) | Robert Siodmak |
| 1934 | Caravane | Erik Charell |
| 1934 | Jonny, haute-couture | Serge de Poligny |
| 1934 | Miroir aux alouettes (Le) | Hans Steinhoff, Roger Le Bon |
| 1934 | Oncle de Pékin (L') | Jacques Darmont |
| 1934 | Quadrille d'amour | Richard Eichberg, Germain Fried |
| 1935 | Bébé de l'escadron (Le) | René Sti |
| 1935 | Bout de chou | Henry Wulschleger |
| 1935 | Jeunesse d'abord | Claude Heymann, Jean Stelli |
| 1935 | Un oiseau rare | Richard Pottier |
| 1936 | Mari rêvé (Le) | Roger Capellani |
| 1936 | Passé à vendre | René Pujol |
| 1936 | Pattes de mouches (Les) | Jean Grémillon |
| 1936 | Prête-moi ta femme | Maurice Cammage |
| 1936 | Reine des resquilleuses (La) | Max Glass, Marco de Gastyne |
| 1936 | Une femme qui se partage | Maurice Cammage |
| 1936 | Valse éternelle | Max Neufeld |
| 1936 | Vous n'avez rien à déclarer ? | Léo Joannon |
| 1937 | Claudine à l'école | Serge de Poligny |
| 1937 | Hercule | Alexandre Esway, Carlo Rim |
| 1937 | Mademoiselle ma mère | Henri Decoin |
| 1937 | Schpountz (Le) | Marcel Pagnol |
| 1938 | Café de Paris | Yves Mirande, Georges Lacombe |
| 1938 | Frères corses | Géo Kelber |
| 1938 | Giuseppe Verdi Le Roman d'un génie | Carmine Gallone |
| 1938 | Gosse de riche | Maurice de Canonge |
| 1938 | Grisou | Maurice de Canonge |
| 1938 | Père Lebonnard (Le) | Jean de Limur |
| 1938 | Quai des Brumes (Le) | Marcel Carné |
| 1938 | Visages de femmes | René Guissart |
| 1939 | Chemin de l'honneur (Le) | Jean-Paul Paulin |
| 1939 | Dernière jeunesse | Jeff Musso |
| 1939 | Sixième étage | Maurice Cloche |
| 1940 | Tobie est un ange | Yves Allégret |
| 1940 | Trois Argentins à Montmartre | André Hugon |
| 1941 | Deux timides (Les) | Yves Champlain |
| 1941 | Soleil a toujours raison (Le) | Pierre Billon |
| 1942 | Croisée des chemins (La) | André Berthomieu |
| 1942 | Lumière d'été | Jean Grémillon |
| 1942 | Promesse à l'inconnue | André Berthomieu |
| 1943 | Adieu Léonard | Pierre Prévert |
| 1943 | Enfants du paradis (Les) | Marcel Carné |
| 1945 | Femme fatale (La) | Jean Boyer |
| 1945 | Jericho | Henri Calef |
| 1945 | Pays sans étoiles (Le) | Georges Lacombe |
| 1946 | Amour autour de la maison (L') | Pierre de Herain |
| 1946 | Arche de Noé (L') | Henry Jacques |
| 1946 | Pétrus | Marc Allégret |
| 1946 | Portes de la nuit (Les) | Marcel Carné |
| 1947 | Croisière pour l'inconnu | Pierre Montazel |
| 1947 | Rocambole | Jacques de Baroncelli |
| 1948 | Amants de Vérone (Les) | André Cayatte |
| 1948 | Bergère et le ramoneur (La) | Paul Grimault |
| 1948 | Nuit blanche (La) | Richard Pottier |
| 1948 | Secret de Monte-Cristo (Le) | Albert Valentin |
| 1949 | Julie de Carneilhan | Jacques Manuel |
| 1949 | Millionnaires d'un jour | André Hunebelle |
| 1949 | Portrait d'un assassin | Bernard-Roland |
| 1950 | Homme de la Jamaïque (L') | Maurice de Canonge |
| 1950 | Maître après Dieu | Louis Daquin |
| 1950 | Souvenirs perdus | Christian-Jaque |
| 1951 | Barbe-Bleue | Christian-Jaque |
| 1951 | Mains sales (Les) | Simone Berriau, Fernand Rivers |
| 1951 | Plaisir (Le) | Max Ophuls |
| 1952 | Pocharde (La) | Georges Combret |
| 1952 | Rideau rouge (Le) | André Barsacq |
| 1953 | Raspoutine | Georges Combret |
| 1953 | Vestire gli ignudi Vêtir ceux qui sont nus | Marcello Pagliero |
| 1954 | Napoléon | Sacha Guitry |
| 1954 | Oasis | Yves Allégret |
| 1954 | Tour de Nesle (La) | Abel Gance |
| 1956 | Porte des Lilas | René Clair |
| 1957 | Sans famille | André Michel |
| 1958 | Grandes familles (Les) | Denys de La Patellière |
| 1958 | Loi (La) | Jules Dassin |
| 1958 | Tête contre les murs (La) | Georges Franju |
| 1958 | Vie à deux (La) | Clément Duhour |
| 1959 | Bell' Antonio (Il) Le Bel Antonio | Mauro Bolognini |
| 1959 | Cartagine in fiamme Carthage en flammes | Carmine Gallone |
| 1959 | Dialogue des Carmélites (Le) | Raymond-Léopold Bruckberger, Philippe Agostini |
| 1959 | Messieurs les ronds-de-cuir | Henri Diamant-Berger |
| 1959 | Yeux sans visage (Les) | Georges Franju |
| 1960 | Candide | Norbert Carbonnaux |
| 1960 | Pleins feux sur l'assassin | Georges Franju |
| 1960 | Vive Henri IV, vive l'amour | Claude Autant-Lara |
| 1961 | Affaire Nina B. (L') | Robert Siodmak |
| 1961 | Amours célèbres | Michel Boisrond |
| 1961 | Bateau d'Emile (Le) | Denys de La Patellière |
| 1961 | Crime ne paie pas (Le) | Gérard Oury |
| 1961 | Petits matins = Mademoiselle stop (Les) | Jacqueline Audry |
| 1961 | Rencontres | Philippe Agostini |
| 1962 | Abominable homme des douanes (L') | Marc Allégret |
| 1962 | Bonnes causes (Les) | Christian-Jaque |
| 1963 | Humour noir : La Bestiole | Claude Autant-Lara |
| 1963 | Liola [Le Coq du village] | Alessandro Blasetti |
| 1963 | Magot de Josefa (Le) | Claude Autant-Lara |
| 1963 | Un soir, par hasard | Yvan Govar |
| 1964 | Grain de sable (Le) | Pierre Kast |
| 1964 | Lucky Jo | Michel Deville |
| 1965 | Deux heures à tuer | Yvan Govar |
| 1965 | Métamorphose des cloportes (La) | Pierre Granier-Deferre |
| 1965 | Or du duc (L') | Jacques Baratier |
| 1965 | Pas de caviar pour tante Olga | Jean Becker |
| 1965 | Pas de panique | Sergio Gobbi |
| 1965 | Un monde nouveau | Vittorio De Sica |
| 1965 | Vie de château (La) | Jean-Paul Rappeneau |
| 1966 | Fortuna [La Fille de la Mer Morte] | Menahem Golan |
| 1966 | Roi de coeur (Le) | Philippe de Broca |
| 1967 | Fou du labo 4 (Le) | Jacques Besnard |
| 1967 | Oiseaux vont mourir au Pérou (Les) | Romain Gary |
| 1967 | Petite vertu (La) | Serge Korber |
| 1968 | Goto, l'île d'amour | Walerian Borowczyk |
| 1968 | Sous le signe de Monte-Cristo | André Hunebelle |
| 1970 | Macédoine | Jacques Scandelari |
| 1970 | Mariés de l'an II (Les) | Jean-Paul Rappeneau |
| 1972 | Più bella serata della mia vita (La) Plus belle soirée de ma vie | Ettore Scola |