Ha iniziato gli studi musicali con Adriano Vendramelli, proseguendoli e perfezionandosi con Antonio Janigro. Nel 1986 partecipa al Concorso Internazionale ajkovskij e lo vince, primo europeo nella storia del concorso, ritirando il primo premio assoluto. Da allora Mario Brunello suona il suo Maggini del XVII secolo (appartenuto al grande Franco Rossi del Quartetto Italiano) con tutte le più grandi orchestre nei centri più importanti del mondo e con direttori prestigiosi, tra cui Claudio Abbado ( che lo ha chiamato anche a suonare con l'Orchestra Mozart e con l'Orchestra del festival di Lucerna), Gianluigi Gelmetti, Carlo Maria Giulini, Valery Gergiev, Riccardo Muti, Seiji Ozawa, Zubin Mehta, Sawallisch. Con uguale passione coltiva la musica da camera, collaborando con solisti come Andrea Lucchesini, Yuri Bashmet, Gidon Kremer, il Quartetto Alban Berg e Giovanni Sollima, di cui ha anche eseguito numerose composizioni. Profondo conoscitore delle possibilità del suo strumento, musicista onnivoro ed interessato ad ogni forma musicale, Brunello è anche un insaziabile sperimentatore. Ha collaborato e collabora con musicisti jazz (Vinicio Capossela, Uri Caine, Gian Maria Testa, Paolo Fresu), attori (Maddalena Crippa e Marco Paolini), scrittori (Baricco, Benni...) e sempre le sue interpretazioni ed invenzioni lasciano il segno sul pubblico e la critica. L'ultimo progetto riguarda le Suites di Bach, di cui è considerato oggi uno dei massimi interpreti, con l'ausilio di video-proiezioni ed elettronica. Nel 1994 fonda l' Orchestra d'Archi Italiana. I primi due anni di vita dell'Orchestra sono dedicati esclusivamente alla preparazione del repertorio e nel 1996 debutta, iniziando un'attività premiata costantemente da critiche eccellenti e grande successo di pubblico. I concerti dell'Orchestra da Camera Italiana prevedono programmi che spesso sono accompagnati da conversazioni con il pubblico, testi ed introduzioni di scrittori, critici di ogni genere d'arte, filosofi, personalità del mondo culturale, pittori. In queste ultime stagioni ha collaborato intensamente con Claudio Abbado registrando il triplo concerto di Beethoven per la DOG e le sue Orchestre del Festival di Lucerna e Orchestra Mozart, con quest'ultima anche in veste di direttore e solista. Tra gli impegni più recenti una tournée di grande successo in Giappone con la Kioi Sinfonietta e a novembre 2007 due concerti a Saint Paul (Minnesota) negli US. Nel 2008 collaborerà con l'Orchestra Sinfonica di Tenerife, suonerà in Duo con Lucchesini a Valencia, sarà a Venezia con Temirkanov e a Roma con Ticciati. Dal 2002 ha un contratto in esclusiva con la casa discografica giapponese DJV Victor. Mario Brunello è stato nominato, più giovane tra tutti, Accademico di Santa Cecilia.
