W 2010 roku wystąpiła na igrzyskach olimpijskich w Vancouver w 2010 roku, gdzie zdobyła brązowy medal w biegu pościgowym. Wyprzedziły ją tylko Niemka Magdalena Neuner i Anastasija Kuźmina ze Słowacji. Ponadto razem z koleżankami zdobyła srebrny medal w sztafecie. Brała też udział w rozgrywanych cztery lata później igrzyskach w Soczi, gdzie zajęła 17. miejsce w biegu indywidualnym i 56. miejsce w sprincie.
Latem 2014 roku ogłosiła, że kończy z wyczynowym uprawianiem sportu. Jako główne powody swej decyzji podała brak motywacji oraz problemy osobisteOlympic and World Championship Medalist Marie Laure Brunet Announces Retirement .
Brunet była uznawana za najlepszą strzelczynię wśród biathlonistek. W sezonie 2011/12 jej średnia celność strzałów w obu pozycjach wyniosła 93%, w tym w pozycji leżącej 98%. Słabiej radziła sobie w biegu.
Była partnerka francuskiego biathlonisty Vincenta Jay, jednak w 2011 roku para rozstała się.
Osiągnięcia Igrzyska olimpijskie
Mistrzostwa świata
Mistrzostwa świata juniorów
Puchar Świata Miejsca w klasyfikacji generalnej Sezon Miejsce 2007/2008 34. 2008/2009 16. 2009/2010 9. 2010/2011 12. 2011/2012 7. 2012/2013 28.