Wedle wspomnień Bronsona, jego rodzina była w dobie wielkiego kryzysu tak uboga, że do szkoły South Fork High School w Ehrenfeld uczęszczał w sukience po siostrze.

W 1943 wstąpił do Korpusu Powietrznego Armii Stanów Zjednoczonych i od 1945 służył jako strzelec pokładowy na bombowcach B-29 stacjonujących na Pacyfiku (Guam). Za odniesione w wojnie rany został odznaczony Purpurowym Sercem.

W okresie makkartyzmu zmienił nazwisko na Bronson w obawie, że „Buchinsky” kojarzyć się może z nazwiskami rosyjskimi. Imał się różnych zawodów, był górnikiem, bokserem, kierowcą.

W 1949 uczył się aktorstwa w Pasadena Community Playhouse.

Kariera aktorska Karierę aktorską rozpoczął w 1951. Początkowo odgrywał epizody, wcielając się w gangsterów i Indian. Popularność zdobył po występie w westernie Siedmiu wspaniałych (1960) oraz Wielkiej ucieczce (1963). Sukces odniósł też dzięki rolom w Parszywej dwunastce (1967) i Pewnego razu na Dzikim Zachodzie (1968). Często grywał Polaków i osoby polskiego pochodzenia (Wielka ucieczka, Bitwa o Ardeny, Parszywa dwunastka, Akt zemsty).

Od lat 70. wcielał się głównie w postacie „twardych mężczyzn”, m.in. Paula Kerseya w serii Życzenie śmierci.