Herecky se poprvé představil v letech 1940 – 1941 v Burianově divadle D40. Zde se Vlastimil Brodský prosadil například v Zeyerově Staré historii. Po zatčení E.F. Buriana, kdy bylo jeho divadlo uzavřeno, se krátce objevoval v Divadle Na Poříčí, po té s několika dalšími herci založil avantgardní pololegální scénu Větrník. Současně se také angažoval v Pražském dětském divadle Míly Mellanové. V roce 1944 pomáhal rozběhnout Pražské divadelní studio, to ovšem nemělo dlouhého trvání. Po té vystřídal několik divadel a v roce 1948 přesídlil do Divadla na Vinohradech. Zde byl členem souboru až do roku 1990 a i poté zde často rád hostoval. Hostoval také v Národním divadle.
Herec Brodský byl typickým zástupce tragikomického herce. I když měl velký smysl pro humor, jeho role byli často i melancholické, svým postavám uměl vtisknout poetiku a lidskost. Nejednou se představil jako plachý zasněný antihrdina se sklony k sebeironii. Jeho fanoušci ho také dodnes milují za velmi lidský humor.
Filmové plátno se pro Brodského otevřelo v roce 1937 ve Fričově komedii Svět patří nám, kde se objevil v maličké roli, v roce 1946 následoval pod taktovkou Otakara Vávry film Nezbedný bakalář a pak už Brodský navždy zakotvil i na filmovém plátně. Mezi jeho excelentní díla patří role ve snímcích Jakub lhář, Ostře sledované vlaky, Skřivánci na niti či Noc na Karlštejně. Jeho poslední role byla ve snímku Babí léto, za kterou získal v roce 2002 Českého lva.
Vlastimil Brodský byl dvakrát ženatý. Z prvního manželství s tenistkou Bíbkou Křepelkovou vzešel syn Marek Brodský, dnes textař, hudebník, výtvarník a herec. Jeho druhou ženou byla Jana Brejchová, jejich společná dcera Tereza Brodská, která šla ve stopách svých rodičů a dnes je uznávanou českou herečkou.
Brodský byl celý život rozporuplnou tragikomickou postavou. Stejně rozporuplný byl i jeho život, který 20.4.2002 zakončil Vlastimil Brodský dobrovolně sebevraždou.