Brolin ist der Sohn des Bauunternehmers Henry Hurst Bruderlin und dessen Ehefrau Helen Sue Mansur.
Brolin wurde bekannt durch die Fernsehserie Dr. med. Marcus Welby (1969), für die er mit dem Emmy und Golden Globe ausgezeichnet wurde. In den 1980er-Jahren hatte er die Hauptrolle in der auch in Deutschland populären Serie Hotel. 1983 sollte er die Nachfolge von Roger Moore als James Bond in Octopussy übernehmen, aber kurz vor Beginn der Dreharbeiten entschieden sich die Bond-Produzenten doch wieder für Moore. Einer seiner bekannteren Filme ist Unternehmen Capricorn (1978). In den letzten Jahren spielte er vermehrt in B-Movies oder nur noch in kleinen Nebenrollen bekannterer Filme, wie z. B. in Traffic – Macht des Kartells (2000). Für das US-Fernsehen spielte er 2003 in dem biografischen Spielfilm Die Reagans die Rolle des ehemaligen US-Präsidenten Ronald Reagan. An seiner Seite spielte die australische Schauspielkollegin Judy Davis die Nancy Reagan. Im Filmdrama Im Bann der schwarzen Witwe (2005) spielte Natasha Henstridge an seiner Seite. Weitere Bekanntheit konnte er durch die Rolle als Lt. Col. Kelly in der Serie Pensacola – Flügel aus Stahl sowie die Moderation von X-Factor erlangen.
Filme
2022 – Lightyear
2018 – Royal Hearts
2017 – Barbra: The Music ... The Mem'ries ... The Magic!
2017 – Being Rose
2017 – Spielberg
2016 – Weihnachten Zuhause
2016 – A Beautiful Day
2016 – The Steps
2015 – Sisters
2015 – 69 Tage Hoffnung
2015 – Liebe ohne Krankenschein
2014 – It Came From Connemara!
2014 – Elsa & Fred
2013 – Ein Hund im Winter
2012 – Blackout - Die totale Finsternis
2011 – A Night at the Movies: Stephen Kings Welt der Horrorfilme
2011 – Love, Wedding, Marriage – Ein Plan zum Verlieben
2011 – Last Will
2010 – True Grit
2010 – Burlesque
2010 – Angel Camouflaged
2009 – Bitter/Sweet
2009 – The Goods - Schnelle Autos, schnelle Deals
2008 – Liebe auf den zweiten Blick
2008 – End of an Epic: The Final Battle
2008 – Evolution of the Apes
2008 – From Alpha to Omega: Building a Sequel
2008 – Riots & Revolutions: Confronting the Times
2008 – The Secret Behind Escape
2008 – Lost City Raiders
2008 – The American Standards
2007 – Bad Girl Island
2007 – Hunting Party - Wenn der Jäger zum Gejagten wird
2006 – Wedding Wars
2006 – Alibi
2005 – For God's Sake, Get Out!
2005 – Im Bann der schwarzen Witwe
2003 – The Reagans
2003 – Gelegenheit macht Liebe
2002 – Antwone Fisher
2002 – Catch Me If You Can
2002 – Meister der Verwandlung
2001 – AFI Life Achievement Award: A Tribute to Barbra Streisand
2000 – Traffic – Macht des Kartells
2000 – Tödliche Freiheit
1999 – To Love, Honor, & Betray
1998 – A Marriage of Convenience
1997 – The Haunted Sea
1997 – My Brother's War
1997 – El Aroma del Copal
1997 – Lewis & Clark & George
1997 – We the People
1997 – Goodbye America
1996 – To Face Her Past
1996 – Cannes Man
1996 – Tracks of a Killer
1996 – Hijacked: Flight 285
1996 – Blackmail - Blutige Abrechnung
1996 – Hart aber Herzlich: Jonathan unter Mordverdacht
1995 – Terminal Virus
1995 – Savate - Kampf ohne Gnade
1995 – The Expert
1995 – Der schwarze Fluch
1994 – Hemmungslos – Intrigen der Lust
1994 – Wiege des Terrors
1994 – Perry Mason: The Case of the Grimacing Governor
1994 – The Visual Bible: Acts
1994 – Parallel Lives
1993 – Paper Hearts
1993 – Rauchende Colts: Der lange Ritt
1993 – Visions of Murder
1992 – The Sands of Time
1992 – Gas Food Lodging
1992 – Twin Sisters
1991 – Ted & Venus
1991 – Nur die See kennt die Wahrheit
1990 – Nightmare - Hotel des Grauens
1990 – Back Stab
1990 – High Score
1990 – Bad Jim
1990 – The Earth Day Special
1989 – Voice of the Heart
1989 – Finish Line
1987 – Intimate Betrayal
1986 – Verlangen nach Liebe
1985 – Beverly Hills Cowgirl Blues
1985 – Pee-Wee’s irre Abenteuer
1983 – Cowboy
1983 – White Water Rebels
1982 – Mae West
1982 – The Ambush Murders
1981 – Satisfaction
1980 – Countdown in Manhattan
1979 – Amityville Horror
1978 – Cowboy mit 300 PS
1977 – Unternehmen Capricorn
1977 – Der Teufel auf Rädern
1976 – Sag ja zur Liebe
1974 – In der Falle - Angriff der Killerhunde
1973 – Westworld
1973 – Class of '63
1972 – Short Walk to Daylight
1972 – Endstation Hölle
1969 – Marcus Welby, M.D.: A Matter of Humanities
1968 – Der Frauenmörder von Boston
1967 – The Cape Town Affair
1966 – Jerry – Das Mondkalb
1966 – Die Phantastische Reise
1966 – Planet of the Apes Test Reel
1966 – Derek Flint schickt seine Leiche
1965 – Colonel von Ryans Express
1965 – Eine zuviel im Harem
1965 – Geliebte Brigitte
1963 – In Liebe eine 1
Gays on Strike: The Truth Behind "Wedding Wars" Serien
2025 – Ransom Canyon
2023 – California!
2023 – Amityville: An Origin Story
2021 – Sweet Tooth
2019 – The Kelly Clarkson Show
2018 – Eli Roth's History of Horror
2017 – Steve
2015 – Life in Pieces
2014 – Die Coal Valley Saga
2010 – The Defenders
2009 – Community
2009 – Watch What Happens Live with Andy Cohen
2009 – Castle
2006 – Psych
2005 – Category 7 – Das Ende der Welt
2003 – The Reagans
2003 – Celebrities Uncensored
2002 – Monk
2001 – Good Day Live
1999 – The West Wing
1999 – Law & Order: Special Victims Unit
1997 – Pensacola - Flügel aus Stahl
1997 – The View
1997 – X-Factor - Das Unfassbare
1995 – Extreme
1994 – Burkes Gesetz
1993 – Angel Falls
1991 – And the Sea Will Tell
1988 – LIVE with Kelly and Mark
1987 – Des Lebens bittere Süße
1982 – Hotel
1981 – Entertainment Tonight
1975 – People's Choice Awards
1971 – Owen Marshall – Strafverteidiger
1971 – The Pet Set
1969 – Wo die Liebe hinfällt
1969 – Dr. med. Marcus Welby
1968 – Rowan & Martin's Laugh-In
1966 – The Monroes
1966 – Batman
1964 – Valentine's Day
1963 – The Patty Duke Show
1962 – The Merv Griffin Show
1962 – The Tonight Show Starring Johnny Carson
1961 – The Mike Douglas Show
1961 – Bus Stop
1944 – Golden Globe Awards