Julij Boriszovics Briner származása és gyermekkora magában is egzotikus volt, de ő maga még színesebb történeteket terjesztett. Vlagyivosztokban jött a világra a szovjet ellenőrzés alatt álló, de névleg független Távol-keleti Köztársaságban. Mérnök-feltaláló apjának svájci német, mongol és orosz felmenői voltak, anyja egy orosz doktor lánya volt. A színész olykor azt állította, hogy Taidzse Kahn néven egy mongol bányamérnök és egy román cigánylány gyermekeként Szahalinon született, egy másik változat szerint apja révén félig svájci, félig japán származású lett volna.

Apja négyéves korában elhagyta családját, anyjával ezután a kínai Harbinba, majd 1934-ben Párizsba költöztek. Itt egy szigorú gimnáziumba íratták be, de amikor egy vendéglőben orosz cigányokat hallott zenélni, ő is megtanult gitározni. Előbb érzelmes orosz és cigánydalokat éneklő nővérét kísérte éjszakai klubokban, majd akrobatának állt egy cirkuszban, de amikor leesett a trapézről, gerince és karrierje is összetört. Rövid ideig a kábítószerekhez menekült, ekkor ismerkedett meg Jacques Cocteau-val, majd az ő révén Pablo Picassóval, Salvador Dalíval, Marcel Marceau-val. Függőségétől végül sikerült megszabadulnia és egy párizsi orosz színháznál kezdett dolgozni.

A második világháború kitörése után anyjával visszautazott Kínába, ahol apja második felesége, egy orosz színésznő sokat mesélt neki a Moszkvai Művész Színházról, a Sztanyiszlavszkij-módszerről és Mihail Csehov nevű tanáráról, felkeltve érdeklődését a színészet iránt. Amikor anyja leukémiás lett, 1940-ben gyógykezelésre az Egyesült Államokba utaztak. Az angolul még nem sokat tudó fiatalember minden munkát elvállalt, hogy előteremtse a kezelésre a pénzt, volt kidobóember, sofőr, fellépett versekkel, cigány- és country dalokkal. New Yorkban megismerkedett Mihail Csehovval, aki színiórákat adott neki, színpadra először 1941-ben Shakespeare: Vízkereszt, vagy amit akartok című darabjának egy kis szerepében lépett.

Anyja 1943-ban bekövetkezett halála után egy betű betoldásával és írásmódjában is amerikanizálta nevét. Yul Brynnerként a Kobzos dal című Broadway-musicalben szerepelt először, s megkapta a legígéretesebb tehetségnek járó díjat. Feleségével 1948-ban ők indították az első televíziós talk-showt, a Mr. és Mrs. című műsort 13 héten át sugározta a CBS tévécsatorna. Házassága idővel megromlott, első feleségétől 1960-ban vált el. Még háromszor nősült újra, egyik lányának Audrey Hepburn volt a keresztanyja, ő pedig Charlotte Gainsbourg színésznő keresztapja lett. A legenda szerint a tőle majd húsz évvel idősebb Marlene Dietrich-hel is hosszú kapcsolata volt.

Filmen először 1949-ben, a New York kikötője című alkotásban szerepelt, ekkor még dokumentálhatóan megvolt a haja. A kiugrást 1951-ben A király és én című Broadway-musical hozta meg számára, három év alatt 1246, összesen pedig 4625 alkalommal játszotta el a sziámi király szerepét. A zenés darabból 1956-ban Anna és a sziámi király címmel filmet is forgattak, s Brynner második filmjével el is nyerte a legjobb férfi főszereplőnek járó Oscar-díjat, ezzel azon kevesek egyike lett, akit ugyanazért a szerepért díjaztak az Oscar-díjjal és a színházi Oscarnak nevezett Tony-díjjal. A színpadi változatot 1977-ben újították fel, s Brynner utoljára 1985. június 30-án lépett fel benne, 1972-ben pedig egy tévésorozatban is eljátszotta legendás szerepét.

Az Oscar-díj után egymás után kapta a filmes ajánlatokat. A kor olyan női kitűnőségeivel játszott együtt, mint Ingrid Bergman (Anasztázia) és Gina Lollobrigida (Salamon és Sába királynője). 1956-ban a Cecil B. DeMille rendezte monumentális Tízparancsolatban II. Ramszesz fáraót formálta meg, 1958-ban Dmitrij Karamazov volt Dosztojevszkij regényének filmváltozatában, de a felvételek során komoly hátsérülést szenvedett, s a forgatást nagy fájdalmakkal fejezte be.

1959-ben ő volt A hét mesterlövész egyike és vezetője, s a legendás western főszereplői közül egyedüliként a sorozat első folytatásában, A hét mesterlövész visszatér című filmben is feltűnt. Utolsó jelentősebb filmje a Feltámad a Vadnyugat (Westworld, 1973) volt, a kamerák elé 1976-ban, egy olasz krimiben állt utoljára.

Sokoldalú színész lévén könyörtelen és vad férfiakat, illetve érzelmesebb figurákat egyaránt életre keltett. A film és a színház mellett fotográfusként is elismerték, képei rangos magazinokban jelentek meg.

A színész láncdohányosként 12 éves korától öt doboz cigarettát szívott el naponta, a dohányzással 1971-ben hagyott fel. 1983-ban olyan előrehaladott állapotú tüdőrákot diagnosztizáltak nála, amelyet már operálni sem lehetett. Hatalmas fájdalmai ellenére a munkát nem hagyta abba, közeli munkatársain kívül senki nem tudott betegségéről. Halála előtt néhány nappal drámai dohányzás-ellenes hirdetést vettek fel vele, amelyet stzinte minden amerikai tévéadó sugárzott. Yul Brinner 1985. október 10-én halt meg, ugyanaznap mint Orson Welles.

Hamvai Franciaországban, egy Luzé közelében fekvő ortodox kolostorban nyugszanak. Csillaga 1960 óta díszíti a hollywoodi Hírességek Sétányát, Vlagyivosztokban egész alakos szobra áll szülőháza előtt.