W 1950 otworzył prywatną praktykę w Cambridge (Massachusetts). Wynikiem jego zainteresowania się tematyką rozwoju dziecka była specjalizacja w dziedzinie psychiatrii dziecięcej w MGH i w James Jackson Putnam Childrens Center, a następnie współpraca z profesorem Jerome Bruner w Center for Cognitive Studies (Centrum Badań Percepcji) Harvard University. Łącząc zainteresowanie lekarza pediatry pierwszego kontaktu i psychologa dziecięcego utworzył w 1972 Child Development Unit (Oddział Rozwoju Dziecięcego), centrum szkoleń i badań pediatrycznych w Children’s Hospital w Bostonie. W 1988 uzyskał tytuł „Honorowego Profesora Pediatrii Klinicznej” w Harvard Medical School.
Dr Brazelton był prezesem Society for Research in Child Development (Stowarzyszenia Badań nad Rozwojem Dzieci) (1987–1989) i National Center for Clinical Infant Programs (Narodowego Programu Badań Noworodków) (1988–1991). Wiele razy brał udział w posiedzeniach Kongresu Amerykańskiego. Współpracował z Alliance for Better Child Care (Stowarzyszenie Rozwoju Opieki Nad Dziećmi), dążąc do uchwalenia ustaw wspierających system ogólnodostępnej opieki przedszkolnej.