Vittorio Brambilla n'a pas connu la réussite escomptée en Formule 1, à quelques exceptions près cependant.
Il commence sa carrière dans les sports mécaniques sur deux roues en 1957, et remporte le titre italien dans la catégorie 175 cm³ l'année suivante. Par la suite, il se met au karting et est également le mécanicien de son frère Ernesto, qui court en Formule 2.
En 1969, il retourne derrière un volant, celui d'une Formule 3 Birel de l'équipe Picchio Rosso, avec laquelle il remporte les épreuves de Vallelunga et de Monza. L'année suivante, son écurie lui permet de courir en Formule 2 sur une Brabham-Ford, et il termine deuxième aux courses de Salzbourg et de Munich. En 1971, il continue de courir en F2 et participe au championnat italien de F3, où il gagne à Monza et Imola. L'année suivante, Vittorio remporte enfin le titre italien de F3 avec quatre victoires au cours de l'année. En 1973, il dispose d'une March-Ford de l'écurie Beta Racing et montre enfin son talent en s'imposant lors des épreuves de Salzbourg et d'Albi, deux victoires qui couronnent une belle saison. Pour récompenser ses bons et loyaux services, Beta décide également d'aider Vittorio à obtenir un volant en Formule 1 chez March pour 1974.
Il décroche un volant de titulaire en remplacement de Howden Ganley au sein de l'équipe March, aux côtés de Hans Joachim Stuck. Il se qualifie souvent au fond de la grille de départ, mais parvient tout de même à se classer dans les dix premiers à plusieurs reprises. Il marque d'ailleurs son premier point sur le circuit de l'Österreichring. La saison 1975 est sa meilleure année : il réalise de meilleures qualifications et décroche même la pole position en Suède. Il mène les quinze premiers tours, avant que sa transmission ne se bloque.
Lors du Grand Prix d'Autriche, couru sous la pluie, il se hisse en tête au dix-neuvième tour, mais la course est interrompue dix tours plus tard à cause d'un orage violent. Il est si heureux qu'il lâche les mains de son volant, part en aquaplanage et finit sa course contre un rail. Il effectue donc son tour d'honneur avec une voiture détruite à l'avant.
Malheureusement, en 1976, les performances ne sont plus au rendez-vous, en championnat en tout cas. S'il ne marque qu'un seul point aux Pays-Bas, il réussit en dehors du championnat à terminer deuxième lors de l'International Trophy et quatrième de la Race of Champions, deux courses de F1 hors championnat
En 1977, il décide de passer chez Surtees. Même si la voiture n'est pas des plus performantes, Vittorio réussit deux belles courses, avec une quatrième place en Belgique et une cinquième place à Hockenheim. C'est en voiture de sport qu'il connaîtra une vraie réussite cette saison. Pilote pour l'écurie Autodelta, il place son Alfa Romeo en première position à quatre reprises.
En 1978, Vittorio dispose d'une nouvelle monoplace Surtees, mais celle-ci est moins compétitive. Il manque d'ailleurs à trois reprises la qualification. En Italie, il est impliqué dans un carambolage qui coûte la vie à Ronnie Peterson. Le pilote italien s'en sort avec une commotion qui le tient à l'écart des circuits pendant une année entière. Il ne court que quatre autres courses en championnat lors des saisons 1979 et 1980 avec l'écurie Autodelta. Il court en voitures de sport avec Osella jusqu'à son retrait de la compétition en 1981.
Julien