Alfred Edmund Brehm wird am 02. Februar 1829 im Pfarrhaus in Renthendorf als Sohn des Pfarrers und Ornithologen Christian Ludwig Brehm und seiner zweiten Ehefrau Bertha Brehm (geb. Reiz) geboren.
Sein Vater nimmt ihn bereits in jungen Jahren mit zu seinen Vogelwanderungen und weiht ihn die Präparation von Vogelbälgen ein.

Zunächst lernt Alfred Brehm das Maurerhandwerk in Altenburg und beginnt 1846 ein Architekturstudium in Dresden.

Als der Ornithologe Baron Johann Wilhelm von Müller einen Begleiter für eine Afrika-Expedition sucht, der über Fachkenntnisse verfügt, folgte Brehm diesem Ruf und begleitet den Baron 1847 als Sekretär und Gehilfe auf einer fünfjährigen Expedition nach Ägypten, in den Sudan und auf die Sinaihalbinsel.

Nach seiner Rückkehr erntet Brehm große Anerkennung für seine Ergebnisse. 1853 beginnt er mit dem Studium der Naturwissenschaften in Jena und promoviert bereits zwei Jahren später.

Er lebt in den folgenden Jahren als freier Schriftsteller und Gymnasiallehrer in Leipzig, hält Vorträge und verfasst zahlreiche populärwissenschaftliche Beiträge, u. a. für „Die Gartenlaube“. Neben seiner Schriftstellertätigkeit unternimmt Brehm zahlreiche weitere Expeditionsreisen. Es erforscht zwei Jahre die Fauna Spaniens, reist durch Lappland, Norwegen und Sibirien.

Am 14. Mai 1861 heiratete Brehm seine Cousine Mathilde Reiz, die ihm in den folgenden Jahren zu einer wichtigen Hilfe werden sollte. Sie bearbeitete daheim seine stenographischen Notizen und ordnete die Aufzeichnungen systematisch.
Gemeinsam folgten die Eheleute 1862 der Einladung des Herzogs Ernst II. von Sachsen-Coburg und Gotha und bereisten mit ihm Afrika.

1863 übernahm Brehm die Leitung des neu eröffneten Zoologischen Garten in Hamburg, den er als eine Bildungsstätte für die breite Öffentlichkeit verstand. Während dieser Tätigkeit erschienen die ersten Auflagen von Brehms Hauptwerk, dem Illustrirten Thierleben. Ende 1866 wurde Brehm aufgrund von Auseinandersetzungen mit dem Verwaltungsrat des Hamburger Zoos entlassen.

1869 entstand nach Brehms Ideen in Berlin Unter den Linden das Berliner Aquarium, das er bis 1874 als Direktor leitete. In diesen Jahren wirkte er auch an der Konzeption des Zoologischen Gartens in Düsseldorf mit, der 1876 eröffnete.

Brehm unternahm weiterhin viele Forschungsreisen, wie 1876 unter der Leitung von Otto Finsch nach Westsibierien, wo er nicht nur die Tierwelt erkundete, sondern auch ethnologische Beobachtungen festhielt.

Nach dem sie ihm 5 Kinder geschenkt hatte, verstarb Mathilde Brehm 1878 im Alter von nur 38 Jahren. Brehm bestreitete seinen Unterhalt weiterhin mit Forschungs- und Vortragsreisen. Während einer Vortragsreise in den USA verstarb sein jüngster Sohn daheim in Berlin an Diphtherie. Zu seinem seelischen Schmerz kam die Malaria, mit der sich Brehm in jungen Jahren in Afrika infiziert hatte und die ihn nun erneut quälte. Im Juli 1884 zog Brehm zurück nach Renthendorf. Hier lebte er im Wohnhaus der Familie Brehm, das 1864 nach dem Tod seines Vaters für seine Mutter erbaut wurde, bis er am 11. November 1884 verstarb.