Брандт родился в Ютербоге в прусской Саксонии.ОбразованиеНачальное образование получил сначала в Гимназии родного города, а потом в лицее Виттенберга.
С 1821 изучал медицину в Берлинском университете под руководством Рудольфа, Клуга, Гуфеланда, Руста, Грефе и друг. Первое время Брандт занимался больше всего ботаникой под руководством Гейне, а потом также зоологией и анатомией под руководством Лихтенштейна и Рудольфи, у которого состоял помощником.
В 1824 году защитил диссертацию на степень доктора медицины и хирургии.Научная и преподавательская работаФ. Ф. Брандт начал свою службу в Берлине ассистентом терапевта Гейме, но уже через 9 месяцев перешёл на должность помощника при анатомическом музее.
В 1826 году окончил медицинский факультет Берлинского университета и стал доктором медицины.
В 1828—1831 годах был приват-доцентом медицинского факультета Берлинского университета.
С 1831 года — профессор.Постоянную работу в Германии не нашёл, поэтому, под влиянием А. Гумбольдта и К. Рудольфи эмигрировал в Россию.
В 1831 году покинул Берлин и стал работать ассистентом K. Бэра в Зоологическом музее в Императорской академии наук, который вскоре возглавил. Им был фактически создан Зоологический музей, как из собственных сборов, так и из поступлений путем обмена.
В 1832 году Ф. Ф. Брандт был избран в экстраординарные, а в 1833 году в ординарные академики Императорской академии наук.Ф. Ф. Брандт состоял в течение нескольких лет инспектором женского Мариинского института и профессором зоологии и сравнительной анатомии (1843—1850) Главного педагогического института, а потом (1857—1869) при Медико-хирургической академии.
Он был признан одним из лучших палеонтологов своего времени. Изучал ископаемых животных различного возраста и всех типов (кроме моллюсков), уделял особое внимание рыбам, птицам, китообразным и, так называемым, толстокожим Pachydermata — мамонтам, носорогам и пр.Принял участие в экспедиции Русского географического общества 1846—1850 годов под руководством Э. К. Гофмана.
Он проболел значительную часть времени, но написал большую статью в сводный том экспедиционного отчета, опубликованный в 1856 году.Фёдор Фёдорович Брандт скончался 3 (15) июля 1879 в местечке Меррекюль, близ Нарвы. Похоронен на Смоленском лютеранском кладбище в Петербурге.