Lebrun var verkfræðingur að mennt en hóf stjórnmálaferil, fyrst í héraðsstjórn Meurthe-et-Moselle og síðan sem þingmaður. Hann var meðlimur í nokkrum ríkisstjórnum þriðja lýðveldisins, sem nýlendumálaráðherra (1911–1912 og 1912–1914), stríðsmálaráðherra (1913) og viðskiptabannsráðherra (1917–1919). Lebrun var náinn samstarfsmaður Georges Clemenceau og Raymond Poincaré. Hann gekk á franska þingið árið 1920 og var einn áhrifamesti meðlimur þess þar til hann var kjörinn forseti árið 1931.
Eftir að Paul Doumer Frakklandsforseti var myrtur var Lebrun kjörinn forseti og tók við embætti þann 10. maí 1932. Fyrsta kjörtímabil hans einkenndist af pólitískum óstöðugleika, fjölmörgum ríkisstjórnum og fjöldamótmælum öfgahægrimanna fyrir utan þinghúsið þann 6. febrúar 1934. Mótmælin leiddu til þess að Lebrun skipaði þjóðstjórn en honum tókst þó ekki að koma í veg fyrir að Alþýðufylkingin (fr. Front populaire), bandalag vinstriflokka undir stjórn Léons Blum, kæmist til valda þótt Lebrun væri mjög á móti stefnumálum hans.
Árið 1939 féllst Lebrun á að bjóða sig fram til annars kjörtímabils. Hann var fyrsti forseti þriðja lýðveldisins sem bauð sig fram á ný síðan Jules Grévy gerði það árið 1885. Lebrun tókst þó ekki að ljúka öðru kjörtímabili sínu því eftir vopnahlé Frakka og Þjóðverja þann 22. júní 1940 var Vichy-stjórnin sett á fót og Philippe Pétain varð þjóðhöfðingi. Lebrun var á móti vopnahléssamningnum og var því settur í stofufangelsi þar til Frakkland var frelsað undan hernámi Þjóðverja. Þá tók Charles de Gaulle við embætti þjóðhöfðingja til bráðabirgða þótt kjörtímabili Lebrun væri enn ekki lokið.