Brunrör är ett flerårigt storvuxet gräs. Det förökar sig vegetativt med underjordiska utlöpare och bildar större eller mindre bestånd. Växten anses vara uppkommen genom hybridisering mellan grenrör och andra arter av släktet. Den sätter frö på könlös väg. Brunröret har likartade ekologiska krav som grenrör men med starkare koppling till ren skogsterräng och berg. Växten är ganska ljuskrävande och växer helst öppet eller i gles skog. Den har små krav på näring och är helt oberoende av kalk. Arten växer fuktigt eller blött. Den föredrar rörligt ytvatten och påträffas ofta längs stränder av bäckar och åar – gärna på dyig jord vid källutflöden, sipperstråk och bäckraviner. Växten förekommer också ofta vid fuktängsartade stränder, i myrkanter och längs diken – för det mesta på mycket mager mark och ofta bland vitmossor. Den trivs också i glesa eller unga sumpskogar, gärna vid skogsbäckar och åar bland gran, björk och gråal.

Brunröret är vanligast i norr och väster och saknas eller är svårfunnen i vissa florarutor i söder.
Mycket vanlig (91% och 583 noterade lokaler).