Nato a Venezia nel 1952, nel 1977 P. Brunello si è laureato con lode in Ingegneria Meccanica presso l'Università di Padova.
Iniziata l’attività accademica a Padova, è diventato Professore di ruolo a Udine (di seconda fascia nel 1986 e di prima fascia nel 1990); si è poi trasferito all’IUAV di Venezia (1994) ed infine e infine è ritornato a Padova (2002).
Nelle varie sedi ha svolto varie attività instituzionali: in particolare, presso lo IUAV è stato vice-Preside della Facoltà di Architettura, mentre a Padova è stato Presidente del Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale, membro del Nucleo di Valutazione e, dal 2008 al 2011, Preside della Facoltà di Ingegneria.
La sua attività scientifica è documentata da oltre 100 pubblicazioni e è stata indirizzata a diversi settori dell'energetica, della termodinamica e della trasmissione del calore. I temi principali sono:
- la simulazione del comportamento termico degli edifici e degli impianti di climatizzazione;
- lo studio di problemi termici e degli effetti della radiazione solare sui veicoli spaziali;
- l’analisi di problemi termici nell'ambito delle ricerche sulla fusione nucleare controllata;
- la previsione del comportamento termico delle gallerie, con particolare riferimento agli eventi di incendio.
Quasi sempre tali ricerche si sono svolte nell’ambito di iniziative scientifiche a livello internazionale e sono state accompagnate da un’intensa attività normativa, in seno al CTI e al CEN.
Fino al 2003 stato Convenor del WG 6 del CEN-TC89 "Thermal Performance of Buildings and Building Components" e Presidente del Sottocomitato 1 "Trasmissione del calore e fluidodinamica" del Comitato Termotecnico Italiano. Attualmente è rappresentante italiano nella Commission E2 "Heat Pumps and Energy Recovery" dell'International Institute of Refrigeration (IIR).
Dal 2007 è Socio Corrispondente dell’Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti di Venezia.

I principali argomenti di ricerca sono i seguenti:
- la simulazione del comportamento termico degli edifici e degli impianti di climatizzazione;
- lo studio di problemi termici e degli effetti della radiazione solare sui veicoli spaziali;
- l’analisi di problemi termici nell'ambito delle ricerche sulla fusione nucleare controllata;
- la previsione del comportamento termico delle gallerie stradali e ferroviarie, con particolare riferimento agli eventi di incendio.