Um homem, agarrado à vida. Seus dois filhos, desesperados para curar o pai doente, ficam com apenas uma opção. Eles devem embarcar em uma jornada para encontrar e trazer de volta a "Água da Vida", pois dependem um do outro para sobreviver. Um deve ser forte onde o outro é fraco, corajoso onde o outro é medroso, eles devem ser... Irmãos.
Brothers é apresentado a partir de uma visão em terceira pessoa com vista para os dois irmãos. Os irmãos são movidos individualmente por dois polegares no controlador. Os gatilhos do controlador também fazem com que o respectivo irmão interaja com o mundo do jogo, como falar com um personagem não-jogador ou agarrar-se a uma saliência ou objeto.
O irmão mais velho é o mais forte dos dois e pode puxar alavancas ou impulsionar o irmão mais novo para espaços mais altos, enquanto o mais novo pode passar entre barras estreitas. O jogador progride manipulando os dois irmãos ao mesmo tempo para completar vários quebra-cabeças, muitas vezes exigindo que o jogador manipule os dois irmãos para executar funções diferentes (como um distrair um personagem não-jogador hostil enquanto o outro se move).
Caso um dos irmãos caia de uma grande altura ou se machuque, o jogo recomeça em um ponto de verificação recente. Todo o diálogo do jogo é falado em uma linguagem fictícia, portanto, a história é transmitida por meio de ações, gestos e expressões.