C'est en Australie que le deuxième fils de Sir Jack Brabham, né en Angleterre, fait ses premières armes, en Formule Ford puis en Formule Atlantic. Il revient ensuite vers sa terre natale pour participer, pendant trois ans, au championnat de Formule Ford, puis de Formule 3. Ses résultats dans cette discipline en font un bon pilote, mais ne lui permettent pas de percer véritablement : cinquième en 1986, sixième en 1987 et enfin deuxième en 1988. En 1989, il passe à la F3000 britannique et remporte finalement le titre. Cette victoire lui permet d'entrer dans la F1.

Ernesto Vita, directeur de la nouvelle écurie Life, va engager le jeune Gary pour faire débuter sa voiture en 1990. Mais cette expérience va tourner au fiasco. Life tente d'introduire un nouveau concept en F1 : le moteur W12, de fabrication maison. Life rejoint donc Ferrari en tant que constructeur, cumulant châssis et moteur, histoire de rendre les débuts encore plus difficiles. Gary débute la saison avec des ambitions modestes, mais la réalité fut encore bien pire ! Pour le premier Grand Prix de l'année, à Phoenix, Gary est non-qualifié, comme prévu, mais ce qui ne l'était pas, c'est qu'il soit relégué à 38,483 (soit 143 %) du temps de la pole position de Gerhard Berger. Pour le Grand Prix suivant, ce fut encore bien pire, car la Life ne termina aucun tour et Gary Brabham termina la séance de préqualification sans le moindre temps de référence. Devant un tel fiasco, Gary préfère jeter l'éponge afin de ne pas trop écorner son image. Il ne reprendra plus jamais le volant d'une Formule 1.

Il se tourne alors vers l'endurance, où il obtient de bons résultats, dont une victoire aux 12 Heures de Sebring 1991 aux côtés de Derek Daly et de son frère aîné Geoff. En 1994, on le voit participer à une manche du championnat Indy lors de la manche australienne de Surfers Paradise, au volant d'une Penske. Il devient ensuite un fidèle participant du championnat de tourisme australien.