Em 1949, viajou à Paris para estudar pintura. Em 1950, obteve o Segundo Prêmio do 9º Salão de Pernambuco com a tela Mamão e Bananas. Em 1961, iniciou a produção do mural cerâmico Batalha dos Guararapes, com poemas de César Leal (1924-2013) e Ariano Suassuna (1927-2014), na Rua das Flores, em Recife. Em 1968, colaborou com Suassuna na criação do figurino para a primeira montagem cinematográfica de O Auto da Compadecida. Em 1971, participou da 11ª Bienal de São Paulo. No mesmo ano, após visitar as ruínas da Cerâmica São João, antiga fábrica de cerâmica fundada por seu pai, renovou o espaço e montou seu ateliê, dando origem ao que hoje conhecemos como Oficina Brennand.
Entre 1975 e 1985, produziu várias esculturas em cerâmica que ocupam a Oficina, onde desenvolveu e afinou seu imaginário formal. Também produziu murais e painéis para diversos edifícios públicos e empresariais, como o mural para a Companhia Hidroelétrica do São Francisco (1979), em Recife; mural cerâmico para a Companhia do Desenvolvimento do Vale de São Francisco, em Brasília (1980); e Monumento aos Três Heróis da Restauração (1981) para o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, em Recife.
Em 1985, participou da 18ª Bienal de São Paulo. Em 1989, participou da 2ª Bienal Internacional de Óbidos, em Portugal. No ano seguinte, representou o Brasil na 44ª Bienal de Veneza. Em 1993, o Staatliche Kunsthalle de Berlim realizou uma grande retrospectiva de sua obra. Em 2000, criou o Parque das Esculturas, localizado no Marco Zero de Recife, parte do projeto “Eu vi o mundo... Ele começava no Recife”, que contou com quase 100 obras do artista. Entre suas obras recentes, realizou O Gigante Nabuco (2010) para a Academia Brasileira de Letras do Rio de Janeiro, e Pássaro Rocca (2013) para a estação Trianon-Masp do metrô de São Paulo.
Realizou exposições individuais em importantes instituições e galerias, como Brennand Esculturas: o homem e a natureza, no Museu Oscar Niemeyer (Curitiba, 2004); Francisco Brennand: Flores, frutos, bichos e pássaros dos anos 60, 70 e 80, no Museu Afro-Brasil (São Paulo, 2007); Francisco Brennand – Senhor da Várzea, da Argila e do Fogo, no Santander Cultural (Porto Alegre, 2007); e Francisco Brennand: Um primitivo entre os modernos, realizada na Gomide&Co (São Paulo, 2021) com passagem pela Carpintaria, espaço expositivo da Fortes D’Aloia & Gabriel (Rio de Janeiro, 2022).
