Es una actriz británica conocida principalmente por su papel como la patóloga forense Molly Hooper, una patóloga forense que trabaja con el detective Sherlock Holmes, en la serie de televisión «Sherlock» de la BBC, que se emitió desde 2010 hasta 2017. Su actuación en la serie fue muy elogiada por la crítica, y Brealey se convirtió en una figura popular entre los fanáticos de la serie.
Comenzó su carrera como actriz en el teatro, actuando en producciones como «The Pillowman» y «The Importance of Being Earnest». También ha aparecido en varias series de televisión, incluyendo «Casualty», «Law & Order: UK» y «Ripper Street».
Además, ha aparecido en varias películas, incluyendo «Contest» y «Mary Queen of Scots».
