Винченцо Бренна родился в 1747 году во Флоренции. Начинал обучаться архитектурному мастерству в своём родном городе, затем уехал в Рим, считавшийся тогда художественным центром Европы. В Риме Винченцо Бренна поступил в мастерскую художника Стефано Поцци. В мастерской Поцци произошло его знакомство с архитектором Д. Кваренги.
После смерти Поцци Бренна продолжал учиться во Франции. Вернувшись в Италию, он так и не смог найти на родине постоянного стабильного заработка. Архитектора выручил граф Станислав Потоцкий, который способствовал его отправке в Польшу. В Польше Бренна работал во дворцах и замках местных вельмож.
В 1781-1782 годах наследник российского престола великий князь Павел Петрович совершал путешествие по Европе. Посетил он и Польшу, где встретился с королём Станиславом Понятовским. Потоцкий, будучи в свите короля, представил Бренну будущему Павлу I. В результате Винченцо Бренна получил приглашение приехать в Санкт-Петербург.
Из-за большого количества работы в Польше зодчий смог приехать в Россию только в 1784 году. Свою архитектурную деятельность он начал в Павловске. Винченцо Бренна был определён помощником Чарльза Камерона, по проекту которого в Павловске строился дворец и создавался парк. Позже он возглавил все работы. В Павловске Бренна сблизился с семьей танцоров Шарля Лепика и Гертруды Росси. В пригороде Петербурга они имели соседние участки с летними дачами. Так под влияние итальянца попал сын танцовщицы Гертруды Росси Карл, ставший впоследствии знаменитым зодчим.
Весной 1795 года, на пути из Павловска в Петербург, коляска итальянца опрокинулась в глубокую канаву. Бренна сломал руку и очень долгое время не мог самостоятельно работать над чертежами. Своим помощником он выбрал молодого Карла Росси. Винценцо Бренна действительно был хорошим педагогом. Даже Джакомо Кваренги писал, что "...названный г. Бренна явился первым учителем моим в архитектуре" [Цит. по: 1, с. 385].
Во время правления Екатерины II деятельность Бренны ограничивалась только лишь пределами Павловска и Гатчины. После восшествия на престол Павла I ситуация для итальянца сложилась лучшим образом. Винченцо Бренна, оставаясь главным архитектором Павловска, стал первым архитектором императорского двора.
4 марта 1797 года было объявлено: "Строение Михайловского нашего дворца поручить беспосредственно нашему архитектору коллежскому советницу Бренне" [Цит. по: 1, с. 391]. Это стало самой значительной работой Бренны в Петербурге.
Работая над строительством резиденции Павла I Бренна жил в одном из домов при католической церкви святой Екатерины. Здесь он составил чертежи не только дворца, но и строений рядом с ним: манежа, конюшен, кордегардий, всей площади перед замком. При помощи Карла Росси и Фёдора Свиньина архитектор подготовил для рассмотрения императором двадцать чертежей.
8 ноября 1800 года в связи с окончанием строительства Михайловского замка Винченцо Бренна получил чин действительного статского советника.
Винченцо Бренна кроме прочих работ занимался переделкой интерьеров в Зимнем, Таврическом, Каменноостровском и Мраморном дворцах. Он же принимал участие в сооружении третьего здания Исаакиевского собора. После решения Павла I использовать подготовленный для храма мрамор на строительстве Михайловского замка, Бренна достраивал собор в кирпиче.
В 1790-х годах Винченцо Бренна с женой и дочерью Софьей поселился в доме №27 на Большой Морской улице. Здесь архитектор хранил богатую коллекцию произведений искусства: картины Тициана, Рембранда, Рени, Робера, скульптуры античных времён и эпохи возрождения. Ему же принадлежала скульптура Микеланджело "Скорчившийся мальчик", которая ныне хранится в Эрмитаже.
Винченцо Бренна является автором обелиска "Румянцева победам", установленным в 1799 году на Марсовом поле. Позже монумент был перенесён на плац рядом со зданием Первого Кадетского корпуса, ставший впоследствии Румянцевским садом.
После смерти Павла I работы у архитектора стало гораздо меньше, он был отстранён от дел. Работой его обеспечивала только вдова Павла I императрица Мария Фёдоровна. Для неё Бренна продолжал трудиться в Павловске. Окончив эти дела к лету 1801 года, он собрался уехать. Богатое художественное собрание пришлось продать. В петербургских газетах появлялись объявления о продаже Бренной картин, мраморных статуй, мебели из красного дерева, бронзовых часов, люстр, фонарей, зеркал в позолоченных рамах.
Прошение на отъезд из России архитектор подал в конце года. Александр I не задерживал людей своего отца и с лёгкостью отпустил Бренну. Вместе с ним в Италию и Францию отправился Карл Росси, которого отпустили в путешествие по Европе на два года. 1 августа 1802 года "Санкт-Петербургские ведомости" сообщили об отъезде из Петербурга архитектора Винченцо Бренны и его помощника Росси.
9 января 1803 года сгорел Павловский дворец. Его чертежи Бренна увёз с собой, оставив документы по пути в Штеттине. За ними вдова императора Павла I послала гонца, который догнал архитектора в Париже 1 марта. О гибели Павловского дворца Бренна узнал из парижских газет ещё 24 февраля. После переговоров с русским посольством архитектор решил направить в Штеттин Карла Росси, который мог разобраться в архиве Бренны. Росси также было доверено отвезти документы в Петербург.
Винченцо Бренна умер, вероятно, в Дрездене в 1818 (или в 1820) году.
