De ontslagen ploegleider van RadioShack Nissan was van 1987 tot 1998 renner bij diverse ploegen. In 1987 begon Bruyneel bij SEFB, onder meer met Daan Luykx (manager Vacansoleil) en wereldkampioen veldrijden Danny de Bie. In 1990 stapt hij over naar Lotto- Superclub waar hij samen reed met o.a. Johan Museeuw en Dirk Demol (nu RadioShack).
Na twee jaar verbindt hij zich aan de Spaanse loterijploeg ONCE, waar hij tot en met 1995 voor reed. Daar haalt hij zijn grootste successen, twee etappes in de Tour en derde in het eindklassement van de Vuelta. Bij ONCE reed hij samen met onder andere Jalabert, Zülle en Breukink, onder leiding van Manolo Saiz. Na twee jaar Rabobank sluit hij zijn carrière als renner af bij ONCE in 1998. In 1998 werd de dokter van ONCE Nicolas Terrados door de Franse justitie aangeklaagd vanwege EPO-bezit. Manolo Saiz liep later vanwege zijn betrokkenheid in de zaak rond Fuentes tegen de lamp.
Bruyneel wordt na zijn afscheid als renner ploegleider bij US Postal. Tussen 1999-2004 won hij 6x de Tour de France met Lance Armstrong. Tussen 2005-2007 werd hetzelfde team omgedoopt naar Discovery Channel waarmee hij met zowel Armstrong als Contador nogmaals de Tour won. Gedurende 2008 en 2009 keert hij terug als manager van Astana en vanaf 2010 is hij betrokken bij RadioShack. Op 12 oktober 2012 wordt hij ontslagen bij RadioShack vanwege zijn betrokkenheid bij de systematische dopinggebruik rond de US-Postal ploeg.
Bruyneel is door de USADA aangeklaagd voor het toedienen en aanmoedigen van doping. Bruyneel heeft – in tegenstelling tot Armstrong – aangegeven dat hij zich niet neerlegt bij een levenslange schorsing en wordt nog voor een onafhankelijke commissie gehoord. Voor de diverse uitgebreide verklaringen van renners over Bruyneel wordt verwezen naar de bijlagen bij het onderzoek van USADA