Родился в семье учителя математики в небольшой деревне Люмевиль-ан-Орнуаruen близ немецкой границы в Лотарингии. Крестьянское детство сыграло свою роль в формировании его мировоззрения.
В 1909 году поступил в начальную школу в парижском предместье Мериель, где учился с будущим актёром Жаном Габеном, а затем — в лицей Вольтера[en] в Париже.Высшее образование получал в Сорбонне на гуманитарном факультете. «Как и всех левых студентов того времени» , его привлекала Великая французская революция, и в качестве темы дипломной работы он избрал революционные события в самом близком к его родной деревне городке Бар-ле-Дюк. Следующее десятилетие он провёл преподавателем истории в колледже в Алжире, с перерывом на службу в армии в 1925—1926 годах. Годы в Алжире имели большое значения для определения его творчества.
В 1928 году он опубликовал свою первую статью.
В 1932 году он вернулся в Париж преподавать в лицее Кондорсе, а затем в лицее Генриха IV.
В это время он познакомился со своим коллегой Люсьеном Февром. Уже в 1935 году его и антрополога Клода Леви-Стросса пригласили преподавать в только что созданном Университете Сан-Паулу в Бразилии, и Бродель провёл там три года.
В начале Второй мировой войны, как лейтенант запаса он был мобилизован и отправился на фронт в артиллерийскую часть. Приняв участие в боях, уже после подписания перемирия летом 1940 года вместе с остатками своей воинской части попал в плен, в котором провёл почти пять лет — вначале в лагере для военнопленных офицеров в Майнце, а с 1942 года — в лагере особого режима в Любеке.
В 1947 году защитил диссертацию.
С 1948 года Бродель руководил французским Центром исторических исследований[уточнить].
В 1949 году стал профессором Коллеж де Франс, заняв кафедру современной цивилизации, также возглавил жюри по защите исторических диссертаций.
В 1956—1972 годах заведовал VI-й секцией («Экономические и социальные науки» ) в Практической школе высших исследований. После смерти Л. Февра в 1956 году также занимал должность редактора в журнале «Annales, Economies, Societes, Civilisations» (фактически — до 1970 года). Член-корреспондент Британской академии (1962). Почётный доктор университетов Брюсселя, Оксфорда, Женевы, Кембриджа, Лондона, Чикаго и др.
В 1949 году вышла в свет его книга «Средиземное море и средиземноморский мир в эпоху Филиппа II» , вызвавшая разноречивые отклики среди коллег-историков. Этот серьёзный труд демонстрирует отношение автора к географии, социальной и экономической истории региона как к важным компонентам в историческом анализе, приуменьшая, таким образом, роль событий и персоналий.
На историка оказал большое влияние Люсьен Февр, один из непосредственных основателей школы «Анналов» .Самой известной работой Броделя считается его трёхтомник «Материальная цивилизация, экономика и капитализм, XV—XVIII вв.» , вышедший в свет в 1979 году, посвящённая переходу от феодализма к капитализму.
Это широкомасштабное исследование доиндустриального мира, в мельчайших деталях показывающее, как функционировали экономики европейских (и не только) стран в данный исторический период. Особенно подробно в нём характеризуются развитие торговли и денежное обращение, много внимания уделяется также влиянию географической среды на социальные процессы.Бродель — известный сторонник и пропагандист междисциплинарного подхода.