Bruno Senna már gyerekkorában híres nagybátyja, Ayrton ellen versenyzett a gokartpályán, pályafutásában azonban nagy törést okozott a brazil legenda 1994-es halála. Két évvel később Bruno édesapja is életét vesztette motorbalesetben, 18 éves koráig így az óvatossá vált család nem nagyon támogatta a Londonban született versenyző álmait.
Végül Ayrton legjobb barátja, Gerhard Berger intézett egy tesztet Brunónak, a Forma-BMW-sek között mutathatta meg, mit tud. Sennának viszonylag magas életkora miatt gyorsabban kellett tanulnia és előre lépegetnie, mint riválisainak, első komolyabb sikereit végül a brit Forma-3-ban aratta, ahol annak idején nagybátyja is dominált.
A következő nagy lépcső a GP2 volt, 2007-ben nyolcadik lett, 2008-ban pedig másodikként zárta a sorozatot, erre alapozva még egy szezont nem akart vállalni, a Forma-1-be vágyott. Jó esélyei voltak egy hondás szerződésre, ahol 2008-ban első F1-es tesztjét is teljesítette, Ross Brawn azonban végül a rutinos Rubens Barrichello megtartása mellett döntött. Sennát 2010-re a forráshiányos Campos szerződtette, szinte biztos, hogy a végül HRT-ként indult istállónál azért jobbról álmodott.
Az év nem sikerült túl jól számára, egy versenyre le is cserélték Jamamoto Szakonra, 2011-re nem talált magának állást. A Renault tartalékosa lett, de úgy alakult, hogy végül versenyezhetett, mert a csapat idő előtt kitette a sérült Robert Kubica helyére leigazolt Nick Heidfeld szűrét. Senna nem alkotott maradandót, a Renault nem marasztalta, az anyagi gondokkal küszködő Williamshez elsősorban szponzorainak köszönhetően került.
