Die Brunngasse hat ihren Namen vom Stettbrunnen hinter dem Alten Schlachthaus (unten an der Treppe, die aus der untern Kurve der Brunngasse zur Schüttestrasse führt).
Sie wird zum ersten Mal im Jahr 1349 urkundlich erwähnt („vicus fontis“). Die deutsche Bezeichnung „Brungass“ erscheint in einer Urkunde von 1360 erstmals.
Von 1316 bis ins 16. Jahrhundert befand sich am westlichen (oberen) Ende das St. Jakobsspital, eine „Elendenherberge“ für Arme. Ebenfalls weit oben, in der heutigen Nr. 70, war 1537-47 die erste Berner Druckerei, geführt von Matthias Apiarius. In der Nähe hatte der Maler Sigmund Holbein (Bruder von Hans Holbein dem Älteren) sein Atelier.
In der oberen Brunngasse befanden sich im 17. und 18. Jahrhundert die ersten Mädchenschulen Berns und die Obrigkeitliche Salzkammer.
1839 wurde im Neubau Brunngasse 66/Grabenpromenade 3 das Brunngassschulhaus eingeweiht. Dort war die Burgerliche (ab 1852 Städtische) Realschule einquartiert, später auch andere Schulen, insbesondere ab 1922 die Städtischen Zeichenklassen.
1853 wurde in einem Neubau an der obern Brunngasse die Akademische Entbindungsanstalt eingerichtet. Um sie herum entstand ein Wohnquartier namhafter Hochschullehrer.
In neuerer Zeit hatte die Brunngasse einen ähnlichen Ruf wie die Metzgergasse (Rathausgasse) als Rotlichtviertel. Aber in den 80er Jahren zogen die letzten Sexarbeiterinnen aus.
Um die Jahrtausendwende hat die Städtische Liegenschaftsverwaltung ihre lange vernachlässigten Häuser an der obern Brunngasse saniert, was zu einer bestimmten „Gentrifizierung“ führte. Die vorherigen Mieter konnten die neuen Mietzinse nicht bezahlen. So wohnte 2003 bis 2007 Bundesrat Blocher im Haus Nr. 58, am Klingelschild als „I. Horna“ angeschrieben. Blochers Wohnungsnachfolger war Nationalrat Toni Brunner.