Brandstetter besuchte die Mittelschule in Horn, wo er auch seine Matura ablegte. Danach begann er ein Dolmetschstudium für Englisch und Russisch und ein Studium der Rechtswissenschaft an der Universität Wien. Nach seiner Promotion 1980 war er als Assistent am Insititut für Strafrecht und Kriminologie an der Universität Wien tätig. 1991 wurde Brandstetter habilitiert und lehrte danach etwa an den Universitäten in Graz, Brünn und Krakau. Seit 1993 ist er auch praktisch als Strafverteidiger tätig, vor allem in den Bereichen Fahrlässigkeits- und Wirtschaftsstrafrecht. 1997 folgte er dem Ruf an die Universität Linz, ab 1998 war er Ordinarius des Instituts für Strafrecht und Kriminologie in Wien. Seit Februar 2007 ist er Vorstand am neugegründeten Institut für Österreichisches und Europäisches Wirtschaftsstrafrecht der Wirtschaftsuniversität Wien. Am 12. Dezember 2013 wurde bekannt gegeben, dass Brandstetter als parteiloser Justizminister der Bundesregierung Faymann II angehören soll. Diese wird vermutlich am 15. Dezember angelobt werden. Brandstetter wurde bis zu seiner Ernennung als Justizminister ausserhalb von Juristenkreisen kaum wahrgenommen. Er trat bisher als Strafverteidiger des ehemaligen kasachichschen Botschafters Rakhat Aliyev und als Vertrauensperson von Wolfgang Kulterer im Untersuchungsausschuss zur Hypo Alpe-Adria-Bank auf.