布伦纳在杰米斯顿高中和金山大学接受教育后,在牛津大学获得哲学博士学位。1960年代,布伦纳在分子生物学领域成就突出。1961年 他与佛朗西斯·克里克通过克里克-布伦纳实验解释了蛋白质翻译的三元码,发现了移码突变。这个发现提供了遗传密码前期解释。之后他专注于秀丽隐杆线虫的研究。发现器官发育和细胞程序性细胞死亡(细胞程序化凋亡)的遗传调控机理。2002年 12月,他的诺贝尔演讲的题目为《Nature's Gift to Science》,介绍了线虫动物门,他被认为选择了正确研究方向,并选择了正确的生物体。