Médica de profesión, en 1974 foi nomeada ministra do Medio Ambiente por Bratelli.
En 1977, Brundtland foi elixida vice-presidente do grupo parlamentario socialdemócrata.
En setembro de 1981 perdeu a xefatura do goberno, logo da derrota dos socialdemócratas nas eleccións parlamentarias. Nas eleccións de 1985, o seu partido foi o primeiro da Noruega, mais a unión de Kåre Willoch obtivo a maioría parlamentaria por un só voto de diferenza. Entre 1986 e 1989 dirixiu un goberno minoritario socialista. Dende 1983 ata 1987 presidiu a Comisión Brundtland, da Organización das Nacións Unidas, dedicada ao estudo do medio ambiente e a súa relación co progreso. En 1990, ocupou novamente a xefatura do goberno ao derrotar a M. Syse.
No día 18 de marzo de 1992, nunha viaxe cunha caravana de xoves noruegueses a Manaus (AM), ela plantou un dos marcos inaugurais do Parque do Mindu,unha samaumeira. A árbore hoxe é un símbolo da defensa da ecoloxía e da ruptura de límites fronteirizos.
En 1992 abandonou a dirección do Partido dos Traballadores.
Na consulta popular sobre a integración da Noruega na Unión Europea (1994) adoptou unha posición positiva, a pesar do resultado final ter sido desfavorábel.