Forte della stima del sovrano, Brambilla fu nominato Chirurgo supremo di stato maggiore nel 1778 e nell'anno successivo Sovraintendente unico del servizio sanitario militare; fu inoltre l'ispiratore delle riforme giuseppine riguardanti l'assistenza ospedaliera alle partorienti, all'infanzia e alla vecchiaia; si dedicò all'elaborazione di riforme in campo medico e, in particolare, in ambito chirurgico. A Vienna istituì la Josephs Akademie, una scuola di chirurgia presso l'ospedale nel quale praticava la sua professione; inoltre scrisse "Instrumentarium chirurgicum militare Austriacum", un trattato sulla chirurgia, che venne pubblicato nel 1780 in lingua tedesca e nel 1782 in lingua latina. Pubblicò anche "Storia delle scoperte storico-mediche-anatomiche fatte dagli uomini illustri italiani" (1780), al fine di mettere ordine sul progresso scientifico del nostro Paese a partire dal Medioevo; tuttavia si arrestò agli inizi del ‘600 a causa dell'imponente mole di lavoro e di ricerca.