Narodil se ve Vídni a jeho otec Leopold Breuer vyučoval náboženství ve vídeňské židovské komunitě. Breuerova matka zemřela, když byl poměrně mladý, a on byl vychováván babičkou z matčiny strany a vzděláván otcem až do osmi let. V roce 1858 absolvoval Akademisches Gymnasium ve Vídni a poté studoval jeden rok na univerzitě, než se zapsal na lékařskou fakultu Vídeňské univerzity. V roce 1867 složil lékařské zkoušky a začal pracovat jako asistent internisty Johanna Oppolzera na univerzitě.
Breuer si všiml, že její příznaky byly zmírněny nebo zmizely poté, co je popsal, a právě toto ‚čištění komínů‘ ho vedlo k prozkoumání hypnózy jako metody ke zlepšení procesu.
Diskuse Anny O. mezi Freudem a Breuerem byly zdokumentovány v jejich „studiích hysterie“ a staly se „formativním základem freudovské teorie a psychoanalytické praxe; zejména význam fantazií …, hysterie …, a konceptu a metody katarze, které byly Breuerovými hlavními příspěvky.“ (Zangwill)
Breuer ve spolupráci s Ewaldem Heringem na vojenské lékařské fakultě ve Vídni jako první demonstroval roli bloudivého nervu v reflexní povaze dýchání. To byl odklon od předchozího fyziologického chápání a změnil způsob, jakým vědci nahlíželi na vztah plic k nervovému systému. Mechanismus je nyní znám jako Heringův-Breuerův reflex.
Breuer také stanovil funkci půlkruhových kanálků v uchu a jejich roli při udržování rovnováhy. A v roce 1894 byl uznán jako jeden z významných lékařů ve Vídni a byl zvolen do vídeňské akademie věd.
Breuer se v roce 1868 oženil s Matildou Altmannovou a měli spolu pět dětí. Jeho dcera Dora později raději spáchala sebevraždu, než aby ji nacisté deportovali. Stejně tak jedna z jeho vnuček zemřela rukou nacistů.
Série setkání mezi Josefem Breuerem a Friedrichem Nietzschem byla fiktivně přetvořena v knize When Nietzsche Wept (Když Nietzsche plakal) od Irvina D.