C'est à Bucarest que s'écoula sa jeunesse, d'abord comme étudiant à l'École des beaux-arts, puis comme participant actif de l'avant-garde artistique. Il fonda avec son ami le poète Ilarie Voronca la revue 75 HP, où il défendit une conception personnelle, la picto-poésie, préconisant une synthèse du dessin et de l'écriture. Son exposition dans cette ville en 1924, à la galerie Mozart, scandalisa le public par son modernisme résolu. Il illustra des recueils de poèmes de Stephan Roll et de Sasa Pana, et fut l'un des principaux collaborateurs de la revue Unu.
En 1930, il arriva à Paris, et reçut l'assistance de son compatriote le sculpteur Brancusi ; il commença une série de peintures à la fois satiriques et fantastiques (Morphologie de l'homme, 1933 ; L'Étrange Cas de monsieur K, 1933). Après que son voisin d'atelier, Yves Tanguy, l'eut introduit dans le groupe surréaliste, Brauner fit une exposition à la galerie Pierre en 1934, préfacée par André Breton. Il retourna à Bucarest de 1935 à 1938, et y diffusa le surréalisme, influençant des poètes comme Gellu Naum et Ghérasim Luca. De retour à Paris, au cours d'une réunion agitée, le 27 août 1938, en voulant séparer deux camarades prêts à en venir aux mains, Brauner perdit un oeil en recevant une bouteille lancée par Dominguez. On s'aperçut alors qu'il avait prédit cet accident dans sa peinture sept ans plus tôt, il avait fait son autoportrait avec un oeil énucléé, et depuis, il avait peint toutes sortes de tableaux évoquant des scènes d'éborgnement. Le Dr Pierre Mabille, qui le soigna, a donné une interprétation psychanalytique de ces prémonitions dans L'CEil du peintre, article paru en 1939 dans Minotaure. Dès que Brauner put se remettre à peindre, il changea radicalement de manière ; il entra dans ce qu'on appelle sa « période des Chimères » ou « période des crépuscules », comportant des apparitions de créatures hallucinantes dans des lieux envahis par la pénombre. Pendant la guerre, réfugié dans un village des Basses-Alpes, il évolua vers une période magique, avec des scènes hiératiques, construites selon le symbolisme hermétique (Stable instable, 1942, Paris, musée national d'Art moderne), faisant des tableaux à la cire sur carton (Strigoï la somnambule, 1946 ; Progression pantaculaire, 1948, New York, Museum of Modern Art). Après avoir joué un rôle actif dans l'organisation de l'Exposition internationale du surréalisme de 1947 chez Maeght, il rompit en 1948 avec le groupe surréaliste, et fit une importante rétrospective à la galerie Drouin. Il se lança dans un cycle de peintures autobiographiques, exprimant une mythologie égocentrique, débutant par son grand tableau La Rencontre avec moi-même. En 1951, il commença la série des Rétractés, visions d'angoisse extrêmement puissantes, puis son esprit se rassérénant, il aborda la période des Outils spirituels. Dans ses deux dernières expositions à la galerie lolas à Paris, en 1964 et 1966, il avait réussi à renouveler complètement la technique et le contenu de son inspiration. Sa rétrospective itinérante, organisée en 1965 par le Museum des 20. Jahrhunderts de Vienne, accrut son prestige européen. Entre son atelier de Montmartre et sa propriété de Varengeville, il se livra à des spéculations philosophico-lyriques sur la nature et l'homme qui allèrent souvent plus loin que le surréalisme proprement dit. L'État français étant devenu l'héritier de la plupart des œuvres de Victor Brauner grâce à la donation de sa veuve Jacqueline, le centre Georges-Pompidou a réalisé en 1996 l'exposition « Victor Brauner dans les collections du MNAM-CCI » (accompagnée d'un catalogue dirigé par Didier Semin), et a publié en 2005 l'énorme livre Victor Brauner, Écrits et correspondances 1938-1948, révélant une partie des archives de l'artiste qui y sont conservées.