Iniziò la sua attività professionale come medico presso l'ospedale San Matteo, sotto la guida di Geronimo Grazioli e di Baldassarre Beretta Della Torre, entrambi professori dell'Università. Nel 1752 si arruolò nell'Imperial Reggimento di fanteria di Hagenbach e cinque anni dopo superò, all'Università di Vienna, l'esame per la promozione a chirurgo maggiore. In quello stesso anno iniziava la Guerra dei sette anni, che permise a Brambilla di dimostrare le proprie capacità; in particolare si mise in luce per l'esito felice di due operazioni, l'una condotta su una nobildonna viennese, l'altra sul comandante del suo reggimento. Così racconta un suo biografo: