Rodil se je 28. marca 1928 v Varšavi. Njegov oče je bil diplomat, ki je služboval v Franciji in Nemčiji v času vzpona Adolfa Hitlerja na oblast. Pred nemškim napadom na Poljsko septembra 1939 je oče služboval v Kanadi, kjer se je upokojil in ostal z družino po koncu druge svetovne vojne.

Brzezinski se je šolal v Kanadi, doktorat iz političnih ved pa je naredil na ameriškem Harvardu. Tam se je skupaj s še enim vplivnim akterjem ameriške zunanje politike Henryjem Kissingerjem potegoval za profesorski položaj, ki ga je dobil republikanec, demokrat Brzezinski pa se je preselil na univerzo Columbia v New Yorku. Ameriško državljanstvo je prejel leta 1958, pet let po dokončanem doktoratu.

Proti nasprotnikom vietnamski vojni
Med drugim je nasprotoval protestom na univerzi proti ameriški vojni v Vietnamu, pozneje pa je nasprotoval širitvi te vojne v času predsednika Lyndona Johnsona. Leta 1976 je postal svetovalec za zunanjo politiko demokratskega predsedniškega kandidata, guvernerja Georgie Jimmyja Carterja, ki ga je po zmagi na volitvah postavil na položaj svetovalca za nacionalno varnost ZDA.

Brzezinski, ki je izhajal iz stare aristokratske poljske družine, je sovražil komunizem in Sovjetsko zvezo. Za zmanjšanje vpliva Sovjetske zveze je zagovarjal približevanje ZDA Kitajski, zagovarjal pa je podporo ZDA islamističnim borcem proti sovjetski okupaciji Afganistana v obliki oboroževanja, bil pa je tudi glavni pobudnik vojaškega poskusa rešitve 52 ameriških talcev v Iranu, ki je aprila leta 1980 neslavno propadel.

Glede zunanje politike se je ostro spopadal s Carterjevim zunanjim ministrom Cyrusom Vanceom, ki je zaradi tega predčasno odstopil s položaja. Sodeloval je v pogajanjih, ki so pripeljali do egiptovsko-izraelskega mirovnega sporazuma leta 1979.

Kljub nasprotovanju Sovjetski zvezi je podpiral sporazum SALT-2 z Moskvo, ki naj bi zmanjšal konvencionalne vojaške sile v Evropi. Senat sporazuma ni odobril zaradi sovjetskega napada na Afganistan, a SALT-2 je kljub temu neuradno obveljal, tudi dlje kot predvidenih pet let.

Nasprotoval vojni v Iraku in Trumpu
Po zmagi republikanca Ronalda Reagana leta 1980 se je Brzezinski vrnil v akademske in analitične vode. Leta 2003 je bil eden redkih strokovnjakov, ki so nasprotovali napadu ZDA na Irak, od samega začetka pa je nasprotoval republikanskemu predsedniškemu kandidatu Donaldu Trumpu, za katerega je ostal prepričan, da nima veliko pojma o zunanji politiki in mednarodnih odnosih.