Brian O’Neill spielte in seiner Jugend unter anderem für die Chicago Steel in der United States Hockey League (USHL), der höchsten Juniorenliga der Vereinigten Staaten. In seinem ersten und einzigen Jahr dort kam er prompt auf einen Punkteschnitt von über 1,0 (61 in 60 Spielen) und wurde infolgedessen ins USHL All-Rookie Team berufen. Anschließend schrieb sich der Angreifer zum Herbst 2008 an der Yale University ein und lief fortan für deren Eishockey-Team, die Yale Bulldogs, in der ECAC Hockey im Spielbetrieb der NCAA auf. Bereits als Freshman gewann er mit den Bulldogs die Meisterschaft der ECAC und wurde nach 26 Scorerpunkten in 33 Spielen ins ECAC All-Rookie Team gewählt. Insgesamt verbrachte O’Neill vier Jahre in Yale, steigerte seine persönliche Statistik kontinuierlich und wurde zweimal ins ECAC First All-Star Team berufen, während er die Bulldogs in seinem letzten Jahr als Mannschaftskapitän anführte. Darüber hinaus schloss er sein Studium mit einem Bachelor in Politikwissenschaft ab.
Trotz dieser Leistungen gaben die Kings den Angreifer im Oktober 2015 an die New Jersey Devils ab und sollten im Gegenzug ein Siebtrunden-Wahlrecht für den NHL Entry Draft 2017 erhalten, sofern die Devils O’Neill zur Folgesaison mit einem neuen Vertrag ausstatteten[2]; dies geschah in der Folge nicht. Allerdings bot dieser Transfer ihm die Möglichkeit, erste Erfahrungen in der NHL zu sammeln, so gehörte er bis Dezember 2015 zum Kader New Jerseys und absolvierte in dieser Zeit 22 Partien in der höchsten Liga Nordamerikas. Anschließend wurde er erneut in die AHL zu den Albany Devils geschickt, bei denen er die Saison beendete und sich in der Folge zu einem Wechsel nach Europa entschloss, indem er im Mai 2016 einen Vertrag bei den finnischen Jokerit aus der Kontinentalen Hockey-Liga unterzeichnete. Dort etablierte er sich ebenso als regelmäßiger Scorer und erhielt im Dezember 2017 einen neuen Dreijahresvertrag.[3] Zur Saison 2022/23 wechselte der US-Amerikaner zum Schweizer Meister EV Zug, bei dem er einen Zweijahresvertrag unterzeichnete. Nach dem Auslaufen des Vertrags schloss sich O’Neill im Sommer 2024 dem Luleå HF aus der Svenska Hockeyligan (SHL) an.
International
Erste internationale Erfahrungen sammelte O’Neill beim Deutschland Cup2017, bei dem er mit der Nationalmannschaft der USA nur den vierten und letzten Platz belegte. Dennoch wurde knapp einen Monat später bekanntgegeben, dass der Angreifer für das Aufgebot des Team USA bei den Olympischen Winterspielen 2018 nominiert wurde.[4] Dabei profitierte er von der Entscheidung der National Hockey League, die Saison für diese Olympiade nicht zu unterbrechen und ihre Spieler somit für eine Teilnahme zu sperren. In Pyeongchang erreichte er mit der US-amerikanischen Auswahl schließlich den siebten Platz. Vier Jahre später gehörte er bei den Olympischen Winterspielen 2022 in der chinesischen Hauptstadt Peking ebenfalls zum Aufgebot.
(Legende zur Spielerstatistik: Sp oder GP = absolvierte Spiele; T oder G = erzielte Tore; V oder A = erzielte Assists; Pkt oder Pts = erzielte Scorerpunkte; SM oder PIM = erhaltene Strafminuten; +/− = Plus/Minus-Bilanz; PP = erzielte Überzahltore; SH = erzielte Unterzahltore; GW = erzielte Siegtore; 1Play-downs/Relegation; Kursiv: Statistik nicht vollständig)