Brynhildur Guðjónsdóttir lauk námi í leiklist frá Guildhall School of Music and Drama vorið 1998.
Fyrsta hlutverk hennar að lokinni útskrift var Skellibjalla í Pétri Pan hjá Royal National Theatre.
Brynhildur var fastráðin við Þjóðleikhúsið árið 1999 og hefur leikið hér fjölda hlutverka. Hún lék Mímí í söngleiknum RENT, stjórnaði brúðunni Mikjáli í Krítarhringnum í Kákasus, lék Alice í Komdu nær, Hermíu í Draumi á Jónsmessunótt, Kittý og Serjosha í Önnu Kareninu, Evu í Veislunni, Baktus í Karíusi og Baktusi, húsamúsina í Dýrunum í Hálsaskógi og ýmis hlutverk í Þetta er allt að koma. Hún lék titilhlutverkið í Edith Piaf, Sólveigu í Pétri Gaut, Þormóð ungan, Geirríði og Bessa í Gerplu og Jón Grindvíking í Íslandsklukkunni. Brynhildur skrifaði leikritið Frida…viva la vida fyrir Þjóðleikhúsið, og fór með hlutverk Fridu Kahlo í verkinu.
Brynhildur samdi og lék einleikinn Brák sem frumsýndur var á Sögulofti Landnámsseturs Íslands og er sýndur í Þjóðleikhúsinu um þessar mundir.
Brynhildur er einn af leikurum og handritshöfundum gamanþáttanna Stelpurnar á Stöð 2. Hún leikur í kvikmyndinni Okkar eigin Osló.
Brynhildur hlaut Grímuverðlaunin sem leikskáld ársins og leikkona ársins í aðalhlutverki fyrir Brák, sem og fyrir leik sinn í Edith Piaf og Pétri Gaut. Hún hlaut Stefaníustjakann fyrir störf sín að leiklist árið 2008 og er handhafi Íslensku Bjartsýnisverðlaunanna 2008.
Brynhildur leikur í Íslandsklukkunni og Heddu Gabler hér í Þjóðleikhúsinu í vetur.
Síðast breytt í febrúar 2011.