İskoçya'nınDundee kentinde dünyaya gelen Cox beş kardeşin en küçüğüdür. Ailesinin ataları İskoçya'yaİrlanda'dan göçenlere dayanmaktadır. Annesi Mary Ann Guillerlinejüt dokuma fabrikalarında işçi olarak, babası Charles McArdle Campbell Cox ise kasap dükkânı sahibi olarak çalışmıştır. Babası o daha 8 yaşındayken öldüğü, annesi de sık sık rahatsızlandığı için Cox daha çok ablaları tarafından yetiştirilmiştir. Küçük yaşta sanata olan merakı ortaya çıkan Cox 14 yaşındaDundee Repertory Theatre adlı tiyatroya gidip gelmeye başlamıştır.
Londra'dakiLondon Academy of Music and Dramatic Art kurumunda aldığı eğitimin ardından 1965 yılında Edinburgh'daki Lyceum şirketine katılır. Sonrasında 1966 yılından itibaren iki yıl boyunca Birmingham Rep'de rol alır. Londra'daki ilk rolünü 1967 yılında Vaudeville Theatre'da yapar. Televizyondaki ilk rolü 1967'deki The Prisoner dizisinde alır. 1978 yılındaBBC 2 drama serisi II. Henry rolüyle çıkış yakalar. Sinemadaki ilk rolü ise 1971 yılıdakiTroçki rolü olur.
Çok başarılı bir Shakespeare uygulayıcısı aktör olan Cox 1980 ve 90'lı yıllarda bu tür rollerde oynar. 1983 yılında Kral Lear'daLaurence Olivier ile birlikte sahne alır. 1986 yılında sonradanAnthony Hopkins'in canlandıracağıHannibal Lecter karakterini canlandırır. 1993 yılındaSharpe dizisinin iki bölümünde rol alır. DizideLord Wellington'un emrinde çalışan ajan Binbaşı Hogan'ı canlandırır.
En bilinen performansları arasındaRob Roy,Cesur Yürek veTruva sayılabilir. Filmlerde çok çeşitli rollerde oynasa da genellikle kötü karakterleri canlandırır.
Coxvideo oyunu alanında da çalışmıştır.Killzone serisinde acımasız Scolar Visari karakterini canlandırır. Seslendirme yaptığı radyo eserleri arasında dedektiflik programı olan McLevy (1999-2010) en bilinen canlandırmalarındandır. Ayrıca SirWalter Scott'unİvanhoe adlı eserinisesli kitap olarak seslendirmiştir.
Brian Cox'un, ilk eşi Caroline Burt ile olan evliliğinden iki çocuğu olmuştur. Bunlardan Alan Cox babası gibi aktör olmuştur. Aktris Nicole Ansari ile 2002 yılında ikinci evliliğini yapan Brian Cox'un bu evlilikten iki oğlu olmuştur. ÇiftNew York'ta yaşasa daEdinburgh'da da evleri vardır.
Coxdiyabet hastasıdır ve bu rahatsızlığa karşı farkındalık yaratmak amacıyla Dundee'de bir araştırma kurumunu desteklemektedir. Cox, İskoç gençleri için tiyatro eğitimi verenScottish Youth Theatre kurumunu desteklemektedir.
Cox 31 Aralık 2002 tarihinde yeni yıl onur listesine dâhil edilmiş veBritanya İmparatorluğu Nişanı (Commander CBE) ile onurlandırılmıştır.
Cox 2007 yılındaki İskoçya parlamento seçimlerindeİşçi Partisi'ni desteklemiştir. 2012 yılı 25 Mayıs gününde yaptığı açıklamayla İskoç bağımsızlık hareketi olanYes Scotland kampanyasına[2] destek vermiş, İskoçya için en iyi yolun bağımsız, demokratik sosyalizm olduğunu belirtmiştir.[3]