Nasce nel 1976 con il nome di Joy Keenan, che i suoi genitori cambieranno per sfuggire al loro passato criminale, figlia di Matthew e Christine Brennan. Ha un fratello maggiore Russ, di quattro anni più grande di lei e con il quale ha avuto un ottimo rapporto fino all'adolescenza. I genitori di Temperance scomparvero senza motivo nel 1991, lasciando la ragazza, appena quindicenne, profondamente traumatizzata. Questo fatto segnò la fine dell'infanzia relativamente normale di Temperance, dato che poco dopo anche il fratello, incapace di crescerla da solo la abbandonò e dunque fu per anni sballottata di casa in casa dai servizi sociali. Questo periodo è il peggiore della sua vita. I due genitori erano in realtà ladri di banche risultate arricchitesi in modo legale ma, in qualche modo, immorale e la madre morì nel 1993, dopo aver cambiato identità, mentre il padre rientra nella vita della donna quando viene arrestato da Kirby, il capo di Booth. Nonostante i traumi, la futura dottoressa Brennan porterà a termine i suoi studi e diverrà un'antropologa forense, internazionalmente considerata la migliore antropologa forense del mondo. Possiede tre lauree e diversi dottorati. Inizia a lavorare al Jeffersonian Institute a Washington dove grazie alle sue abilità verrà contattata dall'FBI e inizierà a collaborare con l'agente federale Booth, che le darà il soprannome "Bones" (da lei prima odiato, ma che poi inizierà a piacerle). Suoi collaboratori nelle indagini sono i colleghi del Jeffersonian: l'entomologo Jack Hodgins, la coroner Camille Saroyan e l'artista forense, specializzata in ricostruzioni facciali, Angela Montenegro. 