Né à Paris le 10 août 1727, Loménie de Brienne venait d'une famille noble de Bourgogne. Il étudia au collège Louis-le-Grand et obtint un doctorat en droit à l'université de Dijon en 1750. Après avoir exercé comme avocat, il entra dans la magistrature, où il acquit une réputation de justice impartie et équitable.
En 1763, Loménie de Brienne fut élu à l'Académie française, où il occupa le fauteuil de voltaire, qui venait de démissionner. Il publia également des ouvrages littéraires et politiques, dont "Lettres sur les spectacles" (1758), "Mémoires pour servir à l'histoire de la république de Gênes" (1763) et "Éloge historique de Louis le Grand" (1769).
En 1774, Loménie de Brienne fut nommé garde des Sceaux, c'est-à -dire ministre de la Justice. Il entra ainsi à la tête du gouvernement et devint l'un des membres les plus influents du Conseil du Roi. Son mandat fut marqué par un mouvement de réformes destinées à améliorer la justice, la religion et l'éducation publique en France.
Loménie de Brienne s'opposa au Parlement de Paris, qui se montra hostile aux réformes du gouvernement royal, et tenta également d'améliorer les relations avec l'Église catholique romaine, en signant la Constitution civile du clergé en 1790.
Après la Révolution française, Loménie de Brienne fut mis à la retraite et se retira dans son château de Fresnes-en-Tardenois. Il mourut le 26 août 1794 et est inhumé dans l'église Saint-Pierre-et-Saint-Paul de Pont-à -Mousson, dans le département des Vosges.
Enfin, il est à noter que Loménie de Brienne fut également un amateur érudit de beaux-arts et d'histoire. Il possédait une riche collection de peintures, de sculptures et d'objets d'art, qu'il légua en 1793 à la ville de Paris pour créer le musée du Louvre.