對于伯魯乃列斯基的早期生平所知甚少，僅有的資料來源是安東尼奧·馬內(nèi)蒂與喬爾喬·瓦薩里的描述。據(jù)這些資料顯示，菲利波的父親是 Brunellesco di Lippo，一名律師；其母親是 Giuliana Spini 。菲利波在三個孩子中排行居中。菲利波幼時受過文學(xué)和數(shù)學(xué)教育，家人期望他步乃父后塵成為一名公務(wù)員。然而他更喜歡藝術(shù)，從而加入了絲綢制造商行會，會員也包括金匠、金屬工匠以及青銅匠。他于1398年成為一名金匠。因而他的第一份重要委任──建設(shè)育嬰堂──來自于他所屬的行會就順理成章了。

1401年，伯魯乃列斯基參加了為佛羅倫薩圣喬凡尼洗禮堂設(shè)計新的青銅大門的競賽，參賽者還包括一位年輕的金匠洛倫佐·吉貝爾蒂。伯魯乃列斯基創(chuàng)作了一塊鍍金的青銅板，描繪了以撒獻(xiàn)祭的場景，讓人聯(lián)想到一座名為“拔刺者”的經(jīng)典雕像，而吉貝爾蒂則創(chuàng)作了裸體的以撒形象。1403年，吉貝爾蒂憑借其高超的技術(shù)贏得了競賽，主要原因在于他的青銅板是一整塊鑄造出來的，體現(xiàn)了他掌握了更為復(fù)雜的鑄造技術(shù)。而伯魯乃列斯基的作品卻是由固定在底板上的多個部件組成。吉貝爾蒂此后創(chuàng)作出來的青銅門在100年后得到米開朗琪羅的盛贊：“真乃‘天堂之門’也”。

關(guān)于伯魯乃列斯基是如何從金匠轉(zhuǎn)行成建筑師的資料很匱乏。同樣重要的是，他如何能夠擺脫哥特式又稱中世紀(jì)式風(fēng)格的影響，轉(zhuǎn)向我們統(tǒng)稱為文藝復(fù)興式的建筑風(fēng)格并成為其先驅(qū)的過程，我們也知之不多。在1400年，興起了研究“人文主義”的興趣，與當(dāng)時的中世紀(jì)形式主義形成對立。但最初這種對于羅馬遺存的興趣僅局限于一小部分學(xué)者、作家和哲學(xué)家，并沒有影響到視覺藝術(shù)。而正是在這個時期（1402至1404年），伯魯乃列斯基和朋友多那太羅赴羅馬研究古羅馬遺跡。正如伯魯乃列斯基，多那太羅也是金匠學(xué)徒出身，他其后在吉貝爾蒂的作坊工作過。盡管在此前的數(shù)十年間，作家與哲學(xué)家們探討過古羅馬的榮耀，但似乎在伯魯乃列斯基和多那太羅之前，還沒有人詳盡實地研究過這些遺跡。他們也從古羅馬的作家那里獲得靈感，尤其是維特魯威的《建筑十書》為當(dāng)時仍然矗立的建筑提供了知識框架。

伯魯乃列斯基領(lǐng)受的第一項建筑任務(wù)是佛羅倫薩的育嬰堂? (1419-ca.1445)。它長長的券廊在佛羅倫薩擁擠、彎曲的街道上非常少見，其8米高的拱券更是讓人一見難忘。建筑物高貴而素凈，沒有使用大理石鑲嵌作為裝飾。 它的柱式和柱頭使其成為佛羅倫薩第一座讓人清楚聯(lián)想起古典時期風(fēng)格的建筑。

其后各項任務(wù)接踵而來，其中最重要的是設(shè)計圣母百花大教堂的穹頂(1419-1436)以及圣洛倫佐教堂的圣器室(1421-1440)。 圣母百花大教堂的復(fù)雜歷史無須贅述，需要提的是在1418年只剩下穹頂還沒有開工。當(dāng)時的難題在于上個世紀(jì)教堂設(shè)計出來后，沒人知道應(yīng)該怎樣建造這個穹頂。這個穹頂比羅馬萬神殿的穹頂還要大，而且自萬神殿以來再沒有建過更大的穹頂了。 由于城市貴胄們禁止使用扶壁，而且沒辦法搭建夠高、夠堅固的腳手架（也沒有足夠的材料），所以不知道這么大的穹頂怎么能造出來，甚或僅讓它不塌下來已經(jīng)很難辦了。 必須考慮的還有，當(dāng)時靜力學(xué)還沒有發(fā)展起來，而且所使用的灰泥需要幾天的時間才會凝固，因此要靠腳手架提供很長時間的支撐。1419年， 羊毛商人行會舉辦了一場競賽來征集建筑方案，主要的競爭者又是吉貝爾蒂和伯魯乃列斯基。這一次，伯魯乃列斯基獲勝并獲得委任。

穹頂、采光亭(建于1436-ca.1450)及耳堂(建于1439-1445)占據(jù)了伯魯乃列斯基生命中的大部分時間 伯魯乃列斯基的成功毋庸置疑歸因于他的技術(shù)和數(shù)學(xué)才能。穹頂?shù)慕ㄔ焓褂昧?00多萬塊磚。為了將建筑材料運送到高處，他發(fā)明了一種起重機，這明顯是受到維特魯威在《建筑十書》中的描述所啟發(fā)。書中描寫了公元一世紀(jì)興建萬神殿和戴克利先浴場這類大型建筑時用到的機械，而這些建筑在伯魯乃列斯基的年代，他仍能親眼所見。為防止他人剽竊自己的成果，伯魯乃列斯基為起重機申請了專利。伯魯乃列斯基還憑借其發(fā)明的一種運輸船獲頒第一個現(xiàn)代意義的專利權(quán)。

伯魯乃列斯基設(shè)計的圣洛倫佐教堂(1419-1480s)和圣靈大教堂(1441-1481)都成為文藝復(fù)興建筑的典范，而且人們認(rèn)為后者更符合他的設(shè)計理念。