Au début des années 60, l'Irlandais Pierce Brosnan s'installe avec sa famille à Londres. Après trois ans passés à étudier au Drama Centre, il s'essaie au théâtre, d'abord comme régisseur, puis comme comédien. Ses performances d'acteur sont très vites remarquées et il débute au cinéma avec un petit rôle dans le polar Racket (1980). Il apparaît ensuite en tête d'affiche des thrillers Nomads (1986) et Le Quatrième protocole (1987), mais c'est sur petit écran qu'il se fait connaître du grand public, en incarnant le Détective Remington Steele de 1982 à 1987.

En 1987, encore sous contrat pour la télévision, Pierce Brosnan décline l'offre du producteur Albert R. Broccoli qui lui propose le rôle culte de James Bond. Laissant la place à Timothy Dalton, il poursuit une carrière cathodique, trouve en Mister Johnson (1990) son premier rôle tout en nuances, aborde la science-fiction avec Le Cobaye (1992) puis joue de son physique avantageux pour séduire tour à tour Sally Field dans Madame Doubtfire (1993) et Annette Bening dans Love affair (1994).

En 1994, le comédien se voit à nouveau proposer le rôle de l'agent 007 et, cette fois, ne laisse pas passer l'opportunité. Pierce Brosnan incarne James Bond dans quatre volets de la célèbre saga d'espionnage : GoldenEye (1995), Demain ne meurt jamais (1997), Le Monde ne suffit pas (1999) et Meurs un autre jour (2002). Star internationale grâce à ce rôle, l'acteur en profite pour varier les plaisirs, incarnant un volcanologue dans le film-catastrophe Le Pic de Dante (1996), un délirant savant dans le Mars attacks ! (1997) de Tim Burton, un oncle irlandais dans le drame Le Neveu (id.), un gentleman cambrioleur amateur d'art dans Thomas Crown (1999), un agent trouble dans Le Tailleur de Panama (2001), un père tentant d'obtenir la garde de sa fille dans Evelyn (2003) ou encore un avocat dont le couple est à la dérive dans Une affaire de coeur (2004).

Une fois débarrassé du smoking de l'agent 007 (il quittera la saga en mauvais termes), Pierce Brosnan égratigne un peu son image de héros suave et propre sur lui avec Coup d'éclat (2004), où il joue un as de la cambriole, et The Matador (2005), film qu'il produit et où il campe un tueur à gages cynique et alcoolique. Ce dernier lui vaut une nomination au Golden Globe du meilleur acteur dans une comédie. A l'affiche du drame amoureux Married Life et du thriller Le Chantage, il s'amuse à chanter des chansons du groupe Abba dans Mamma Mia ! et sa suite. En 2010, Pierce Brosnan incarne le Premier Ministre britannique dans The Ghost Writer, réalisé par Roman Polanski. La même année, il joue le père distant de Robert Pattinson dans Remember Me.

Depuis les années 2010, l'acteur poursuit une carrière prolifique, même s'il ne renoue pas avec le succès des James Bond. Versatile, il s'illustre aussi bien dans des comédies (Mais comment font les femmes ?, Le dernier pub avant la fin du monde, Eurovision Song Contest: The Story of Fire Saga) que des romances (Love is all you need, Duo d'escrocs, Liaisons à New York, Cendrillon) et des thrillers d'action (The November Man, No Escape, The Foreigner). 

En 2022, Pierce Brosnan intègre le DC Universe avec Black Adam. Il campe dans cette superproduction l'archéologue Kent Nelson, qui devient le Dr. Fate, membre de la Justice Society, capable de lire l’avenir, de se démultiplier et de se téléporter grâce au Casque du Destin.