Nació el 1 de febrero de 1965 en California (USA).
Hijo del matrimonio formado por el actor y artista marcial Bruce Lee (cuyo padre era el actor y cantante de ópera Lee-Hoi Chuen) y la profesora Linda Lee Cadwell. Su hermana pequeña es la también actriz y artista marcial Shannon Lee (que ha desarrollado una discreta carrera en la serie B, además de ser productora ejecutiva de la serie china "La leyenda de Bruce Lee" en 2008).
En su infancia estuvo muy unido su padre. Éste comenzó a instruirlo en las artes marciales (Jeet Kune Do) en el jardín de su casa, y a los cuatro años ya era capaz de realizar patadas laterales.
Debido al trabajo de su progenitor en el cine de Hong Kong, entre 1971 y 1973 toda la familia se trasladó a este país. Cuando su padre falleció víctima de un edema cerebral el 20 de julio de 1973, Brandon tenía 8 años, y poco tiempo más tarde regresó con su madre y su hermana a Estados Unidos. Allí vivieron en Washington, hasta establecerse definitivamente en California.
Tras cursar sus estudios en el Colegio Cadwick y en el Instituto Bishop Montgomery, decidió seguir los pasos paternos y se gradó en Teatro en la Universidad Emerson de Boston. Un año más tarde completó su formación en el Lee Strasberg Theatre de Nueva York, y formó un grupo de teatro junto a su amigo, el futuro director de cine John Lee Hancock. En su tiempo libre siguió practicando artes marciales y se aficionó a las motos.
Después de trabajar como modelo, en 1985 hizo su debut cinematográfico apareciendo como figurante en la película de acción de serie B "Crime Killer".
Un año más tarde obtuvo el papel de Chung Wang, el hijo de Kwai Chang Caine (David Carradine) en el telefilm "Kung Fu: la película", una prolongación de la popular serie de los 70 (en la que curiosamente Bruce Lee fue rechazado para el papel).
Ese mismo año protagonizó la película de artes marciales hong-konesa "Brandon Lee: la leyenda continúa". En ella dio vida a Brandon Ma, un joven que decide vengarse de aquellos que confabularon para que acabase en la cárcel acusado de un crimen que no cometió.
En 1987 regresó a la televisión norteamericana con el telefilm "Kung Fu: the Next Generation". Planteado como una puesta al día de la serie "Kung Fu", en esta ocasión dio vida a Johnny Caine, el biznieto de Kwai Chang Caine, y cuyo padre también tiene este mismo nombre (aunque fue interpretado por David Warlow). Esta película fue planteada como un episodio piloto de una serie que finalmente no llegó a filmarse.
En 1988 fue el villano Kenji en un episodio de la serie "O'Hara", protagonizada por Pat Morita. Sus siguientes dos películas también fueron films de acción de serie B. En 1989 rodó "Laser Misión", donde dio vida a Michael Gold, un agente de la CÍA enviado a Cuba para secuestrar al Profesor Braun (Ernest Borgnine), un científico experto en láser y al que los rusos también buscan.
En 1991 compartió reparto con Dolph Lundgren en "Little Tokyo: Ataque frontal". Su papel fue el de Johnny Murata, un agente de policía que junto a su compañero, el Sargento Chris Kenner (Lundgren), tratará de desarticular una red tráfico de drogas comandada por el yakuza Yunekei Yoshida (Cary-Hiroyuki Tagawa).
En 1992 estrenó "Rapid Fire", una de las películas que sirvieron para darlo a conocer. En ella encarnó a Jake Lo, un estudiante de Bellas Artes y experto en artes marciales, que tras presenciar la muerte del anfitrión de una fiesta a la que acudió, termina siendo acusado del asesinato de éste. Afortunadamente, contará con la ayuda del policía Mace Ryan (Powers Boothe) para demostrar su inocencia.
Poco tiempo más tarde comenzó a rodar la adaptación cinematográfica del cómic "El Cuervo" de James O' Barr, a las órdenes de Alex Proyas. Cuando faltaban pocas semanas para concluir el rodaje, un fatídico accidente acabó con la vida del actor el día 31 de marzo de 1993 en Carolina del Norte (USA), y a la edad de 28 años. Durante la grabación de una escena de la película, se produjo un error por parte de los encargados del set y se disparó un revólver que tenía una bala real en el tambor metálico. La bala se había alojado en el arma cuando fue utilizada en una escena anterior, en la cual un casquillo de percusión fue disparado y la empujó de su hueco. El disparo alcanzó a Brandon Lee en el abdomen y le produjo la muerte horas después en un hospital de Carolina del Norte. Posteriormente fue enterrado en el cementerio Lake View en Washington, justo al lado de su padre (Brandon falleció pocos meses antes de cumplirse el 20 aniversario del fallecimiento de éste). Este incidente causó una gran conmoción a su madre, a su hermana, y a su prometida, la asistente cinematográfica Eliza Hutton, y con la que tenía previsto casarse el 17 de abril de 1993. Las últimas escenas que Brandon no pudo filmar para "El Cuervo" fueron completadas con un doble de cuerpo y utilizando efectos digitales. Cuando el film se estrenó en 1994, la historia del rockero Eric Draven que regresaba de la tumba convertido en El Cuervo para vengar su muerte y la de su novia, fue todo un éxito comercial, y provocó que Brandon Lee obtuviera una popularidad póstuma, ya que su carrera como nuevo héroe del cine de acción quedó truncada de forma prematura.
Junto a su hermana Shannon Lee y su madre Linda Lee Cadwell.
Junto a su prometida Eliza Hutton.
Su muerte provocó todo tipo de rumores y especulaciones en los medios de comunicación, aunque el caso fue archivado por la policía al considerarlo como un accidente de rodaje. Entre los trabajos que realizó antes de fallecer figuraron diversas entrevistas en documentales sobre la figura de su padre como "Bruce Lee, la maldición del dragón" (1993), "The Life of Bruce Lee" (1994) y "La misteriosa vida de Bruce Lee" (1996). Pocas semanas después de su muerte se estrenó la película "Dragón, la vida de Bruce Lee", dirigida por Rob Cohen y protagonizada por Jason Scott Lee y Lauren Holly, y fue dedicada a la memoria de Bruce y Brandon Lee. En 2000 se estrenó otro trabajo póstumo, su cameo en la película de bajo presupuesto sueca "Sex, lögner & videovåld", que había rodado en 1992 durante la promoción de "Rapid Fire" en Suecia.
