Иосиф Бродский родился 24 мая 1940 года в Ленинграде в еврейской семье. Отец, капитан 3-го ранга ВМФ СССР Александр Иванович Бродский (1903—1984), был военным фотокорреспондентом, после войны поступил на работу в фотолабораторию Военно-морского музея. В 1950 году демобилизовался, после этого работал фотографом и журналистом в нескольких ленинградских газетах. Мать, Мария Моисеевна Вольперт (1905—1983), работала бухгалтером. Родная сестра матери — актриса БДТ и Театра им. В. Ф. Комиссаржевской Дора Моисеевна Вольперт.

Раннее детство Иосифа пришлось на годы войны, блокады, послевоенной бедности и прошло без отца. В 1942 году после блокадной зимы Мария Моисеевна с Иосифом уехала в эвакуацию в Череповец, вернулись в Ленинград в 1944 году. В 1947 году Иосиф пошёл в школу № 203 на Кирочной улице, 8. В 1950 году перевёлся в школу № 196 на Моховой улице, затем, в 1953 году, — в школу № 181 в Соляном переулке и в следующем году, оставшись на второй год, перешёл в школу № 276 на Обводном канале, дом № 154, где продолжил учёбу в 7-м классе.

В 1955 году семья получает «полторы комнаты» в Доме Мурузи.

Эстетические взгляды Бродского формировались в Ленинграде 1940—1950-х годов. Неоклассическая архитектура, сильно пострадавшая во время артобстрелов и бомбёжек, бесконечные перспективы ленинградских окраин, вода, множественность отражений, — мотивы, связанные с этими впечатлениями его детства и юности, неизменно присутствуют в его творчестве.

В 1954 году Бродский подал заявление во Второе Балтийское училище (морское училище), но не был принят. В 1955 году в неполные шестнадцать лет, закончив семь классов и начав восьмой, Бродский бросил школу и поступил учеником фрезеровщика на завод «Арсенал». Это решение было связано как с проблемами в школе, так и с желанием Бродского финансово поддержать семью. Безуспешно пытался поступить в школу подводников. В 16 лет загорелся идеей стать врачом, месяц работал помощником прозектора в морге при областной больнице, анатомировал трупы, но в конце концов отказался от медицинской карьеры. Кроме того, в течение пяти лет после ухода из школы он работал истопником в котельной, матросом на маяке. Среднее образование он получил в школе рабочей молодёжи. Майкл Шапиро, ньюйоркский публицист и композитор, в книге «Сто великих евреев» утверждает, что Бродский учился в школе рабочей молодежи, однако аттестата об окончании школы не получил.

С 1957 года был рабочим в геологических экспедициях НИИГА: в 1957 и 1958 годах — на Белом море, в 1959 и 1961 годах — в Восточной Сибири и в Северной Якутии, на Анабарском щите. Летом 1961 года в эвенкийском посёлке Нелькан в период вынужденного безделья (не было оленей для дальнейшего похода) у него произошёл нервный срыв, и ему разрешили вернуться в Ленинград.

В то же время он очень много, но хаотично читал — в первую очередь поэзию, философскую и религиозную литературу, начал изучать английский и польский языки.

В 1959 году знакомится с Евгением Рейном, Анатолием Найманом, Владимиром Уфляндом, Булатом Окуджавой, Сергеем Довлатовым. В 1959—1960 годах близко сходится с молодыми поэтами из «промки» — литературного объединения при Дворце культуры промкооперации (позднее Ленсовета).

14 февраля 1960 года состоялось первое крупное публичное выступление на «турнире поэтов» в ленинградском Дворце культуры имени Горького с участием А. С. Кушнера, Г. Я. Горбовского, В. А. Сосноры. Чтение стихотворения «Еврейское кладбище» вызвало скандал.

С 1960 года (а возможно, и раньше) Бродский находился в поле внимания ленинградского КГБ. В 1960 году его вызывали на допрос КГБ в связи с арестом Александра Гинзбурга, которого осудили на два года лагерей и который ранее опубликовал в своём самиздатском журнале поэзии «Синтаксис» пять стихотворений Бродского («Синтаксис» оказался первым из самиздатских журналов, приобретшим широкую известность). Стихотворения, публиковавшиеся в «Синтаксисе», в том числе и стихотворения Бродского, с идеологической точки зрения были для советской цензуры слишком индивидуалистическими или пессимистическими, но прямой критики советской власти и призывов к её свержению в них не было.

Во время поездки в Самарканд в декабре 1960 года Бродский и его друг, бывший лётчик Олег Шахматов, рассматривали план захвата самолёта, чтобы улететь за границу. Но на это они не решились. Позднее Шахматов был арестован за незаконное хранение оружия и сообщил в КГБ об этом плане, а также о другом своём друге, Александре Уманском, и его «антисоветской» рукописи, которую Шахматов и Бродский пытались передать случайно встреченному американцу. 29 января 1962 года Бродский был задержан КГБ, но через двое суток его освободили. Арестовали его в связи с делом Уманского и Шахматова, обвинённых в нарушении статьи 70 УК РСФСР («Антисоветская агитация и пропаганда»). После этого недолгого ареста Бродский подвергался слежке.

На рубеже 1960—1961 годов он приобрёл известность на ленинградской литературной сцене. По свидетельству Давида Шраера-Петрова: «В апреле 1961 года я вернулся из армии. Илья Авербах, которого я встретил на Невском проспекте, заявил: „В Ленинграде появился гениальный поэт Иосиф Бродский. <…> Ему всего двадцать один год. Пишет по-настоящему один год. Его открыл Женька Рейн“». В августе 1961 года в Комарове Евгений Рейн познакомил Бродского с Анной Ахматовой. В 1962 году во время поездки в Псков он познакомился с Надеждой Мандельштам, а в 1963 году у Ахматовой — с Лидией Чуковской. После смерти Ахматовой в 1966 году с лёгкой руки Д. Бобышева четверо молодых поэтов, в их числе и Бродский, в мемуарной литературе нередко упоминались как «ахматовские сироты».

С детства Бродский страдал невротическими проблемами (фобии, заикание). С 1962 года он состоял на учёте в психоневрологическом диспансере с диагнозом «психопатия» («расстройство личности»), в том же году медицинская комиссия вынесла заключение, что он «негоден к военной службе в мирное время, в военное время годен к нестроевой службе по ст. 8 „в“, 30 „в“ (неврозы, заболевание сердца)».

В 1962 году двадцатидвухлетний Бродский встретил молодую художницу Марину (Марианну) Басманову, дочь художника П. И. Басманова. С этого времени Марианне Басмановой, скрытой под инициалами «М. Б.», посвящались многие произведения поэта. Как пишет биограф Бродского Лев Лосев, «стихи, посвящённые „М. Б.“, занимают центральное место в лирике Бродского не потому, что они лучшие — среди них есть шедевры и есть стихотворения проходные, — а потому, что эти стихи и вложенный в них духовный опыт были тем горнилом, в котором выплавилась его поэтическая личность».

Первые стихотворения с этим посвящением — «Я обнял эти плечи и взглянул…», «Ни тоски, ни любви, ни печали…», «Загадка ангелу» — датируются 1962 годом. Сборник стихотворений И. Бродского «Новые стансы к Августе» (США, Мичиган: Ardis, 1983) составлен из его стихотворений 1962—1982 годов, посвящённых «М. Б.». Последнее стихотворение с посвящением «М. Б.» датировано 1989 годом.

8 октября 1967 года у Марианны Басмановой и Иосифа Бродского родился сын, Андрей Осипович Басманов. В 1972—1995 годах М. П. Басманова и И. А. Бродский состояли в переписке.

По собственным словам, Бродский начал писать стихи в восемнадцать лет, однако существует несколько стихотворений, датированных 1956—1957 годами. Одним из решающих толчков стало знакомство с поэзией Бориса Слуцкого. «Пилигримы», «Памятник Пушкину», «Рождественский романс» — наиболее известные из ранних стихов Бродского. Для многих из них характерна ярко выраженная музыкальность. Так, в стихотворениях «От окраины к центру» и «Я — сын предместья, сын предместья, сын предместья…» можно увидеть ритмические элементы джазовых импровизаций. Цветаева и Баратынский, а несколькими годами позже — Мандельштам, оказали на него, по словам самого Бродского, определяющее влияние.

Из современников на него повлияли Евгений Рейн, Глеб Горбовский, Владимир Уфлянд, Станислав Красовицкий.

Позднее Бродский называл величайшими поэтами Одена и Цветаеву, за ними следовали Кавафис и Фрост, замыкали личный канон поэта Рильке, Пастернак, Мандельштам и Ахматова.

Первым опубликованным стихотворением Бродского стала «Баллада о маленьком буксире», напечатанная в сокращённом виде в детском журнале «Костёр» (№ 11, 1962).

29 ноября 1963 года в газете «Вечерний Ленинград» появилась статья «Окололитературный трутень», подписанная Я. Лернером и двумя штатными сотрудниками газеты: Медведевым и Иониным. Авторы статьи клеймили Бродского за «паразитический образ жизни», «формализм» и «упадочничество». Из стихотворных цитат, приписываемых авторами Бродскому, две были взяты из стихов Бобышева, а третья, из поэмы Бродского «Шествие», представляла собой строки из баллады Лжеца, одного из персонажей «Шествия», который по сюжету противоречит сам себе. Эти строки авторы фельетона исказили. Кроме того, стихотворение «Люби проездом родину друзей…» было исковеркано авторами фельетона: первую строчку «Люби проездом родину друзей» и последнюю «Жалей проездом родину чужую» они объединили в одну: «Люблю я родину чужую». В заключительной части статьи утверждалось: «Он продолжает вести паразитический образ жизни. Здоровый 26-летний парень около четырёх лет не занимается общественно полезным трудом» (на самом деле Бродскому на тот момент было не 26, а 23 года).

Между тем к моменту публикации статьи Лернера, Медведева и Ионина Бродский начал зарабатывать литературным трудом: в журнале «Костёр» была напечатана «Баллада о маленьком буксире», осенью 1962 года и в 1963 году в издательстве «Художественная литература» вышли несколько его переводов кубинских поэтов и поэтов Югославии, и Бродский успел подписать договоры с тем же издательством на новые переводы, однако стараниями Я. Лернера новые заказы на переводы Бродского оказались аннулированы. Кроме того, по договору от мая 1963 года с Ленинградской студией телевидения Бродский написал сценарий для документального фильма «Баллада о маленьком буксире», одобренный и принятый к постановке.

Владимир Марамзин, знакомый Бродского, впоследствии писал, что «за год (не самый худший) Иосиф Бродский, работая ежедневно над своими стихами и над переводами, как галерный раб, заработал всего лишь 170 рублей (столько в те годы зарабатывал, скажем, инженер — но только за месяц, а не за год)» и что «Иосиф в России был беден, как церковная крыса. Он жил у родителей… которые кормили его».

Было очевидно, что статья Лернера, Медведева и Ионина является сигналом к преследованиям и, возможно, аресту Бродского. В конце декабря 1963 года друзья Бродского с его согласия устроили его на обследование в Московскую психиатрическую больницу им. Кащенко, надеясь, что диагноз психического расстройства спасёт поэта от уголовного преследования. Однако Бродский провёл в психиатрической больнице лишь несколько дней (до 2 января 1964 года): он испугался, что пребывание там сведёт его с ума, и попросил друзей вызволить его оттуда. Диагноз при выписке из больницы им. Кащенко был «шизоидная психопатия».

В это время больше, чем клевета, последующий арест, суд и приговор, мысли Бродского занимал разрыв с Марианной Басмановой. На этот период приходится попытка самоубийства: через несколько дней после выхода из больницы и возвращения в Ленинград Бродский попытался перерезать себе вены.

17 декабря 1963 года Я. Лернер на заседании секретариата Союза писателей зачитал письмо прокурора Дзержинского района о предании Бродского общественному суду. Правление ленинградского Союза писателей согласилось предать Бродского общественному суду, а также вынесло решение «просить прокурора возбудить против Бродского и его „друзей“ уголовное дело».

8 января 1964 года «Вечерний Ленинград» опубликовал подборку писем читателей с требованиями наказать «тунеядца Бродского». 13 февраля 1964 года Бродского арестовали по обвинению в тунеядстве. 14 февраля у него случился в камере сердечный приступ. С этого времени Бродский постоянно страдал стенокардией (что вместе с тем не мешало ему оставаться заядлым курильщиком).

18 февраля 1964 года состоялось первое слушание дела Бродского. Его судили не по статье уголовного кодекса, а по указу Президиума Верховного Совета РСФСР от 4 мая 1961 года «Об усилении борьбы с лицами, уклоняющимися от общественно полезного труда и ведущими антиобщественный паразитический образ жизни», то есть дело рассматривалось в административном порядке; поэтому уголовное дело не возбуждалось, не было ни предварительного следствия, ни прокурора.

Адвокат Бродского З. Н. Топорова на суде приводила аргументы о том, что Бродского нельзя считать тунеядцем, что его даже не обвиняют в ведении антиобщественного образа жизни и у него есть свой заработок; судья Савельева (выполнявшая функции не только судьи, но и прокурора) отказывалась признавать Бродского литератором, а его литературный труд — полноценным трудом. По сути, Бродского обвиняли не в том, что он не работает, а в том, что у него малые заработки (хотя в действительности это даже по советским законам нельзя было квалифицировать как уголовно наказуемое поведение).

Суд обвинял Бродского также в том, что он «писал „ущербные и упаднические стихи“, которые с помощью своих друзей распространял среди молодёжи Ленинграда и Москвы, а кроме того, организовывал литературные вечера, на которых пытался противопоставить себя как поэта нашей советской действительности».

В ходе первого слушания суд постановил направить Бродского на принудительную судебно-психиатрическую экспертизу (защита рассчитывала благодаря экспертизе добиться для Бродского как можно более мягкого наказания, однако, вопреки просьбе защиты, Бродского обследовали не амбулаторно, а в психиатрической больнице). На «Пряжке» (психиатрическая больница № 2 в Ленинграде) Бродский провёл три недели. По воспоминанию Бродского, в психиатрической больнице к нему применяли «укрутку»: «Глубокой ночью будили, погружали в ледяную ванну, заворачивали в мокрую простыню и помещали рядом с батареей. От жара батарей простыня высыхала и врезалась в тело». Этот период своей жизни Бродский считал самым тяжёлым. Заключение экспертизы гласило: «В наличии психопатические черты характера, но трудоспособен. Поэтому могут быть применены меры административного порядка».

13 марта 1964 года состоялось второе заседание суда. Адвокат Бродского сказала в своей речи: «Ни один из свидетелей обвинения Бродского не знает, стихов его не читал; свидетели обвинения дают показания на основании каких-то непонятным путём полученных и непроверенных документов и высказывают своё мнение, произнося обвинительные речи».

Свидетелей защиты было трое: поэт Н. И. Грудинина и два профессора-филолога, работавшие в педагогическом институте имени Герцена, оба известные переводчики — Е. Г. Эткинд и В. Г. Адмони. Будучи специалистами в области поэзии и поэтического перевода, они объясняли суду, что сочинение и переводы стихов — нелёгкий труд, для которого требуется особый талант и профессиональные знания, что эту работу Бродский выполнял талантливо и квалифицированно. И Грудинина, и Эткинд, и Адмони были знакомы с Бродским, на суде они отзывались о нём тепло и с уважением. Свидетелей обвинения было шестеро: член Союза писателей Е. В. Воеводин, начальник Дома обороны Смирнов, завхоз Эрмитажа Логунов, рабочий-трубоукладчик Денисов, пенсионер Николаев и преподавательница марксизма-ленинизма Ромашова. Все шестеро сообщали в своих показаниях, что с Бродским лично не знакомы; в своих речах они использовали обвинения из пасквиля Лернера, Ионина и Медведева, опубликованного в «Вечернем Ленинграде». Свидетели обвинения утверждали также, что стихи Бродского вредно влияют на молодёжь; они упрекали Бродского за то, что он не служил в армии, и за связь с Шахматовым и Уманским. Свидетели Смирнов и Николаев заявляли, что Бродскому принадлежат антисоветские стихи, Воеводин — что «Бродский отрывает молодёжь от труда, от мира и жизни».

На втором заседании суда Бродский был приговорён к максимально возможному по указу о «тунеядстве» наказанию — пяти годам принудительного труда в отдалённой местности. Анна Ахматова, узнав о суде и приговоре, сказала: «Какую биографию делают нашему рыжему! Как будто он кого-то нарочно нанял».

Суд также вынес частное определение в отношении свидетелей защиты Грудининой, Эткинда и Адмони за высказывание ими собственных мнений о личности и творчестве Бродского. В частном определении говорилось, что они «пытались представить в суде пошлость и безыдейность его стихов как талантливое творчество, а самого Бродского как непризнанного гения. Такое поведение Грудининой, Эткинда и Адмони свидетельствует об отсутствии у них идейной зоркости и партийной принципиальности». 20 марта 1964 года секретариат и партийное бюро Ленинградского отделения Союза писателей ещё до получения ими этого частного определения суда обсуждали на совместном заседании поведение в суде Грудининой, Эткинда и Адмони; постановлением секретариата от 26 марта Грудинину отстранили от работы с молодыми писателями, а Эткинду и Адмони был объявлен выговор.

Выступление Эткинда на суде в защиту Бродского, а также его контакты с Солженицыным и Сахаровым привели к преследованиям со стороны властей: в 1974 году его изгнали с кафедры, лишили всех научных степеней и званий, исключили из Союза писателей и запретили печататься. Так он потерял какую-либо возможность устроиться на работу и был вынужден уехать из СССР.

Из знаменитой тюрьмы «Кресты» он был направлен в столыпинском вагоне в Архангельск, также несколько дней провёл на пересылке в тюрьме Вологды. Бродский был сослан в Коношский район Архангельской области и поселился в деревне Норенская (Норинская), в которой прожил полтора года (с 25 марта 1964 по 4 сентября 1965 года). Он устроился разнорабочим в совхоз «Даниловский», где занимался полевыми работами, был бондарем, кровельщиком, доставлял брёвна с лесосек к местам погрузки и др.

Биограф Бродского Лев Лосев отмечал, что для Бродского «тюрьма, издевательства конвоиров» явились «нелёгким испытанием, а вот жизнь в ссылке оказалась не страшна». Сам Бродский утверждал, что ссылка оказалась одним «из лучших периодов моей жизни. Бывали и не хуже, но лучше — пожалуй, не было». Домик, в котором жил Бродский, представлял собой бревенчатый сруб, где почти отсутствовала мебель, но можно было отгородиться от остального мира, думать и творить.

По воспоминанию В. М. Гиндилиса, посетившего Бродского в ссылке, каморка, в которой жил Бродский, была очень маленькой («Почти всё пространство занимал топчан, на котором он спал»), часть окна из-за отсутствия стекла «была заткнута неким подобием подушки»; комната не отапливалась, и в ней было очень холодно. Бродский в тот период, когда его навестил Гиндилис, занимался тяжёлой физической работой — перетаскивал вместе со своим напарником огромные каменные валуны, которые приходилось убирать с поля после вырубки леса. В перспективе такой физический труд мог, по оценке Гиндилиса, угрожать здоровью и жизни Бродского, страдавшего сердечной патологией.

За время реального отбывания наказания (полтора года) Бродский четыре раза уезжал в отпуск в Ленинград. Навестить его приезжала Басманова, а во время своей третьей побывки в Ленинграде Бродский чуть не уехал в Москву, к Басмановой, что грозило бы ему арестом и увеличением срока ссылки, но сопровождавший Бродского друг удержал его от этого рискованного шага.

Наряду с обширными поэтическими публикациями в эмигрантских изданиях («Воздушные пути», «Новое русское слово», «Посев», «Грани» и др.), в августе и сентябре 1965 года два стихотворения Бродского были опубликованы в коношской районной газете «Призыв».

При активном участии Ахматовой велась общественная кампания в защиту Бродского. Центральными фигурами в ней были Фрида Вигдорова и Лидия Чуковская. На протяжении полутора лет они неутомимо писали письма в защиту Бродского во все партийные и судебные инстанции и привлекали к делу защиты Бродского людей, пользующихся влиянием в советской системе: Д. Д. Шостаковича, С. Я. Маршака, К. И. Чуковского, К. Г. Паустовского, А. Т. Твардовского, Ю. П. Германа, К. А. Федина и других. По прошествии полутора лет, под давлением советской и мировой общественности прокуратура СССР через ЦК КПСС добилась пересмотра дела Бродского в Верховном суде РСФСР. В результате судебная коллегия по уголовным делам Верховного суда РСФСР определением от 4 сентября 1965 года сократила срок ссылки до полутора лет, и в сентябре Бродский вернулся в Ленинград.

По мнению Я. Гордина, «хлопоты корифеев советской культуры никакого влияния на власть не оказали. Решающим было предупреждение „друга СССР“ Жана-Поля Сартра, что на Европейском форуме писателей советская делегация из-за „дела Бродского“ может оказаться в трудном положении».

В октябре 1965 года Бродский по рекомендации Корнея Чуковского и Бориса Вахтина был принят в Группком переводчиков при Ленинградском отделении Союза писателей СССР, что позволило в дальнейшем избежать новых обвинений в тунеядстве.

Бродский противился навязываемому ему — особенно западными средствами массовой информации — образу борца с советской властью. В частности, он утверждал: «Мне повезло во всех отношениях. Другим людям доставалось гораздо больше, приходилось гораздо тяжелее, чем мне». И даже: «… я-то считаю, что я вообще всё это заслужил». 

Бродский был арестован и отправлен в ссылку двадцатитрёхлетним юношей, а вернулся двадцатипятилетним сложившимся поэтом. Оставаться на родине ему было отведено менее семи лет. Наступила зрелость, прошло время принадлежности к тому или иному кругу. В марте 1966 года умерла Анна Ахматова. Ещё ранее начал распадаться окружавший её «волшебный хор» молодых поэтов. Положение Бродского в официальной советской культуре в эти годы можно сравнить с положением Ахматовой в 1920—1930-е годы или Мандельштама в период, предшествовавший его первому аресту.

В конце 1965 года Бродский сдал в Ленинградское отделение издательства «Советский писатель» рукопись своей книги «Зимняя почта (стихи 1962—1965)». Год спустя, после многомесячных мытарств и несмотря на многочисленные положительные внутренние рецензии, рукопись была возвращена издательством. «Судьба книги решалась не в издательстве. В какой-то момент обком и КГБ решили в принципе перечеркнуть эту идею».

В 1966—1967 годах в советской печати появилось четыре стихотворения поэта (не считая публикаций в детских журналах), после этого наступил период публичной немоты. С точки зрения читателя единственной областью поэтической деятельности, доступной Бродскому, остались переводы. «Такого поэта в СССР не существует», — заявило в 1968 году советское посольство в Лондоне в ответ на посланное Бродскому приглашение принять участие в международном поэтическом фестивале Poetry International.

Между тем это были годы интенсивного поэтического труда, результатом которого стали стихи, позднее включённые в вышедшие в США книги: «Остановка в пустыне», «Конец прекрасной эпохи» и «Новые стансы к Августе». В 1965—1968 годах шла работа над поэмой «Горбунов и Горчаков» — произведением, которому сам Бродский придавал очень большое значение. Помимо нечастых публичных выступлений и чтения на квартирах приятелей, стихи Бродского довольно широко расходились в самиздате (с многочисленными неизбежными искажениями — копировальной техники в те годы не существовало). Возможно, более широкую аудиторию они получили благодаря песням, написанным Александром Мирзаяном и Евгением Клячкиным.

Внешне жизнь Бродского в эти годы складывалась относительно спокойно, но КГБ не оставлял его без внимания. Этому способствовало и то, что «поэт становится чрезвычайно популярен у иностранных журналистов, учёных-славистов, приезжающих в Россию. У него берут интервью, его приглашают в западные университеты (естественно, что разрешения на выезд власти не дают) и т. п.». Помимо переводов, к работе над которыми он относился очень серьёзно, Бродский подрабатывал и другими доступными для литератора, исключённого из «системы», способами: внештатным рецензентом в журнале «Аврора», случайными «халтурами» на киностудиях, даже снимался (в роли секретаря горкома партии) в фильме «Поезд в далёкий август».

За рубежами СССР стихотворения Бродского продолжают появляться как на русском, так и в переводах, прежде всего на английском, польском и итальянском языках. В 1967 году в Англии вышел неавторизированный сборник переводов «Joseph Brodsky. Elegy to John Donne and Other Poems / Tr. by Nicholas Bethell». В 1970 году в Нью-Йорке выходит «Остановка в пустыне» — первая книга Бродского, составленная под его контролем. Стихотворения и подготовительные материалы к книге тайно вывозились из России или, как в случае с поэмой «Горбунов и Горчаков», пересылались на Запад дипломатической почтой.

В 1971 году Бродский был избран членом Баварской академии изящных искусств.

10 мая 1972 года Бродского вызвали в ОВИР и поставили перед выбором: немедленная эмиграция или «горячие денёчки», такая метафора в устах КГБ могла означать допросы, тюрьмы и психбольницы. К тому времени ему уже дважды — зимой 1963—1964 годов — приходилось лежать на «обследовании» в психиатрических больницах, что было, по его словам, страшнее тюрьмы и ссылки. Бродский принимает решение об отъезде. Узнав об этом, Владимир Марамзин предложил ему собрать всё написанное для подготовки самиздатского собрания сочинений. Результатом стало первое и до 1992 года единственное собрание сочинений Иосифа Бродского — разумеется, машинописное. Перед отъездом он успел утвердить для публикации все 4 тома. Избрав эмиграцию, Бродский пытался оттянуть день отъезда, но власти хотели избавиться от неугодного поэта как можно быстрее. 4 июня 1972 года лишённый советского гражданства Бродский вылетел из Ленинграда по «израильской визе» и по предписанному еврейской эмиграции маршруту — в Вену.

Спустя 3 года он писал:
Дуя в полую дудку, что твой факир,
я прошёл сквозь строй янычар в зелёном,
чуя яйцами холод их злых секир,
как при входе в воду. И вот, с солёным
вкусом этой воды во рту,
я пересёк черту…

— Колыбельная Трескового Мыса (1975)

О последующем, отказываясь драматизировать события своей жизни, Бродский вспоминал с изрядной лёгкостью: Самолёт приземлился в Вене, и там меня встретил Карл Проффер… он спросил: «Ну, Иосиф, куда ты хотел бы поехать?» Я сказал: «О Господи, понятия не имею»… и тогда он спросил: «А как ты смотришь на то, чтобы поработать в Мичиганском университете?»

Через два дня по приезде в Вену Бродский отправляется знакомиться к живущему в Австрии У. Одену. «Он отнёсся ко мне с необыкновенным участием, сразу взял под свою опеку… взялся ввести меня в литературные круги». Вместе с Оденом Бродский в конце июня принимает участие в Международном фестивале поэзии (Poetry International) в Лондоне. С творчеством Одена Бродский был знаком со времён своей ссылки и называл его, наряду с Ахматовой, поэтом, оказавшим на него решающее «этическое влияние». Тогда же в Лондоне Бродский знакомится с Исайей Берлином, Стивеном Спендером, Шеймасом Хини и Робертом Лоуэллом.

В июле 1972 года Бродский переехал в США и принял пост «приглашённого поэта» (poet-in-residence) в Мичиганском университете в Энн-Арборе, где преподавал с перерывами до 1980 года. С этого момента закончивший в СССР неполные 8 классов средней школы Бродский вёл жизнь университетского преподавателя, занимая на протяжении последующих 24 лет профессорские должности в общей сложности в шести американских и британских университетах, в том числе в Колумбийском и в Нью-Йоркском. Он преподавал историю русской литературы, русскую и мировую поэзию, теорию стиха, выступал с лекциями и чтением стихов на международных литературных фестивалях и форумах, в библиотеках и университетах США, в Канаде, Англии, Ирландии, Франции, Швеции, Италии. Уже после получения Нобелевской премии на вопрос студентов, зачем он до сих пор преподаёт (ведь уже не ради денег), Бродский ответит: «Просто я хочу, чтобы вы полюбили то, что люблю я».

С годами состояние его здоровья неуклонно ухудшалось, и Бродский, чей первый сердечный приступ пришёлся на тюремные дни 1964 года, перенёс 4 инфаркта в 1976, 1985 и 1994 годах. Вот свидетельство врача (В. М. Гиндилиса), посетившего Бродского в первый месяц Норинской ссылки:
Ничего остро угрожающего в тот момент в его сердце не было, кроме слабо выраженных признаков так называемой дистрофии сердечной мышцы. Однако было бы удивительно их отсутствие при том образе жизни, который у него был в этом леспромхозе… Представьте себе большое поле после вырубки таёжного леса, на котором среди многочисленных пней разбросаны огромные каменные валуны… Некоторые из таких валунов превышают размером рост человека. Работа состоит в том, чтобы перекатывать с напарником такие валуны на стальные листы и перемещать их к дороге… Три-пять лет такой ссылки — и вряд ли кто-либо сегодня слышал о поэте… ибо его генами было предписано, к сожалению, иметь ранний атеросклероз сосудов сердца. А бороться с этим, хотя бы частично, медицина научилась лишь тридцать лет спустя.

Родители Бродского двенадцать раз подавали заявление с просьбой разрешить им повидать сына, с просьбой позволить им посетить Бродского обращались к правительству СССР также конгрессмены и видные деятели культуры США. Однако даже после того, как Бродский в 1978 году перенёс операцию на открытом сердце и стал нуждаться в уходе, его родителям было отказано в выездной визе. Сына они больше не увидели. Мать Бродского умерла в 1983 году, немногим более года спустя умер отец. Оба раза Бродскому не позволили приехать на похороны. Родителям посвящены его книга «Часть Речи» (1977), стихотворения «Мысль о тебе удаляется, как разжалованная прислуга…» (1985), «Памяти отца: Австралия» (1989), эссе «Полторы комнаты» (1985).

В 1977 году Бродский принял американское гражданство, в 1980 окончательно перебрался из Энн-Арбора в Нью-Йорк, в дальнейшем делил своё время между Нью-Йорком и Саут-Хэдли (англ.)русск., университетским городком в штате Массачусетс, где с 1982 года и до конца жизни он преподавал по весенним семестрам в консорциуме «пяти колледжей». В 1990 году Бродский женился на Марии Соццани, итальянской аристократке, русской по материнской линии. В 1993 году у них родилась дочь Анна.

Стихи Бродского и их переводы печатались за пределами СССР с 1964 года, когда его имя стало широко известно благодаря публикации записи суда над поэтом. С момента его приезда на Запад его поэзия регулярно появляется на страницах изданий русской эмиграции. Едва ли не чаще, чем в русскоязычной прессе, публикуются переводы стихов Бродского, прежде всего в журналах США и Англии, а в 1973 году появляется и книга избранных переводов. Но новые книги стихов на русском выходят только в 1977 году — это «Конец прекрасной эпохи», включивший стихотворения 1964—1971 годов, и «Часть речи», в которую вошли произведения, написанные в 1972—1976 годах. Причиной такого деления были не внешние события (эмиграция) — осмысление изгнанничества как судьбоносного фактора было чуждо творчеству Бродского, — а то, что, по его мнению, в 1971—1972 годах в его творчестве происходят качественные изменения. На этом переломе написаны «Натюрморт», «Одному тирану», «Одиссей Телемаку», «Песня невинности, она же опыта», «Письма римскому другу», «Похороны Бобо». В стихотворении «1972 год», начатом в России и законченном за её пределами, Бродский даёт следующую формулу: «Всё, что творил я, творил не ради я / славы в эпоху кино и радио, / но ради речи родной, словесности…». Название сборника — «Часть речи» — объясняется этим же посылом, лапидарно сформулированным в его Нобелевской лекции: «кто-кто, а поэт всегда знает <…> что не язык является его инструментом, а он — средством языка».

В 1970-е и 1980-е годы Бродский, как правило, не включал в свои новые книги стихотворений, вошедших в более ранние сборники. Исключением является вышедшая в 1983 году книга «Новые стансы к Августе», составленная из стихотворений, обращённых к М. Б. — Марине Басмановой. Годы спустя Бродский говорил об этой книге: «Это главное дело моей жизни <…> мне представляется, что в итоге „Новые стансы к Августе“ можно читать, как отдельное произведение. К сожалению, я не написал „Божественной комедии“. И, видимо, уже никогда её не напишу. А тут получилась в некотором роде поэтическая книжка со своим сюжетом…». «Новые стансы к Августе» стала единственной книгой поэзии Бродского на русском языке, составленной самим автором.

С 1972 года Бродский активно обращается к эссеистике, которую не оставляет до конца жизни. В США выходят три книги его эссе: «Less Than One» («Меньше единицы») в 1986 году, «Watermark» («Набережная неисцелимых») в 1992 году и «On Grief and Reason» («О скорби и разуме») в 1995 году. Большая часть эссе, вошедших в эти сборники, была написана на английском. Его проза, по крайней мере в неменьшей степени, нежели его поэзия, сделала имя Бродского широко известным миру за пределами СССР. Американским Национальным советом литературных критиков сборник «Less Than One» был признан лучшей литературно-критической книгой США за 1986 год. К этому времени Бродский был обладателем полудюжины званий члена литературных академий и почётного доктора различных университетов, являлся лауреатом стипендии Мак-Артура 1981 года.

Следующая большая книга стихов — «Урания» — вышла в свет в 1987 году. В этом же году Бродский стал лауреатом Нобелевской премии по литературе, которая была присуждена ему «за всеобъемлющее творчество, проникнутое ясностью мысли и поэтической интенсивностью» («for an all-embracing authorship, imbued with clarity of thought and poetic intensity»). Свою написанную на русском нобелевскую речь, в которой он сформулировал личное и поэтическое кредо, 47-летний Бродский начал словами:

Для человека частного и частность эту всю жизнь какой-либо общественной роли предпочитавшего, для человека, зашедшего в предпочтении этом довольно далеко — и в частности от родины, ибо лучше быть последним неудачником в демократии, чем мучеником или властителем дум в деспотии, — оказаться внезапно на этой трибуне — большая неловкость и испытание.

В 1990-е годы выходят четыре книги новых стихов Бродского: «Примечания папоротника», «Каппадокия», «В окрестностях Атлантиды» и изданный в Ардисе уже после смерти поэта и ставший итоговым сборник «Пейзаж с наводнением».

Несомненный успех поэзии Бродского как среди критиков и литературоведов, так и среди читателей имеет, вероятно, немало исключений. Пониженная эмоциональность, музыкальная и метафизическая усложнённость — особенно «позднего» Бродского — отталкивают и некоторых писателей. В частности, можно назвать работу Александра Солженицына, чьи упрёки творчеству поэта носят в значительной степени мировоззренческий характер. В подобном ключе отзывался о поэте критик из другого лагеря: Дмитрий Быков в своём эссе, посвящённом Бродскому, после зачина: «Я не собираюсь перепевать здесь расхожие банальности о том, что Бродский „холоден“, „однообразен“, „бесчеловечен“…», — далее, тем не менее, пишет: «В огромном корпусе сочинений Бродского поразительно мало живых текстов… Едва ли сегодняшний читатель без усилия дочитает „Шествие“, „Прощайте, мадемуазель Вероника“ или „Письмо в бутылке“ — хотя, несомненно, он не сможет не оценить „Часть речи“, „Двадцать сонетов к Марии Стюарт“ или „Разговор с небожителем“: лучшие тексты ещё живого, ещё не окаменевшего Бродского, вопль живой души, чувствующей своё окостенение, оледенение, умирание».

Перестройка в СССР и совпавшее с ней присуждение Бродскому Нобелевской премии прорвали плотину молчания на родине, и в скором времени публикации стихов и эссе Бродского хлынули потоком. Первая (помимо нескольких стихотворений, просочившихся в печать в 1960-х) подборка стихотворений Бродского появилась в декабрьской книжке «Нового мира» за 1987 год. До этого момента творчество поэта было известно на его родине весьма ограниченному кругу читателей и лишь благодаря рукописным и машинописным спискам, распространявшимся в самиздате. В 1989 году Бродский был реабилитирован по процессу 1964 года; было признано, что в его действиях отсутствовал состав административного правонарушения.

В 1992 году в России начинает выходить 4-томное собрание сочинений.

В 1995 году Бродскому присвоено звание почётного гражданина Санкт-Петербурга.

Последовали приглашения вернуться на родину. Бродский откладывал приезд: его смущала публичность такого события, чествования, внимание прессы, которыми бы неизбежно сопровождался его визит. Не позволяло и здоровье. Одним из его последних аргументов был такой: «Лучшая часть меня уже там — мои стихи».

Субботним вечером 27 января 1996 года в Нью-Йорке Бродский готовился ехать в Саут-Хэдли и собрал в портфель рукописи и книги, чтобы на следующий день взять с собой. В понедельник начинался весенний семестр. Пожелав жене спокойной ночи, Бродский сказал, что ему нужно ещё поработать, и поднялся к себе в кабинет. Утром жена обнаружила его на полу в кабинете. Бродский был полностью одет; на письменном столе рядом с очками лежала раскрытая книга — двуязычное издание греческих эпиграмм.

Иосиф Александрович Бродский скоропостижно скончался в ночь c 27 на 28 января 1996 года, не дожив 4 месяца до своего 56-летия. Причина смерти — внезапная остановка сердца вследствие инфаркта.

1 февраля 1996 года в Епископальной приходской церкви Благодати (Grace Church) в Бруклин Хайтс, неподалёку от дома Бродского, прошло отпевание. На следующий день состоялось временное захоронение: тело в гробу, обитом металлом, поместили в склеп на кладбище при храме Святой Троицы (Trinity Church Cemetery), на берегу Гудзона, где оно хранилось до 21 июня 1997 года. Присланное телеграммой предложение депутата Государственной Думы РФ Г. В. Старовойтовой похоронить поэта в Петербурге на Васильевском острове было отвергнуто — «это означало бы решить за Бродского вопрос о возвращении на родину». Мемориальная служба состоялась 8 марта на Манхэттене в епископальном соборе Святого Иоанна Богослова. Речей не было. Стихи читали Чеслав Милош, Дерек Уолкотт, Шеймас Хини, Михаил Барышников, Лев Лосев, Энтони Хект, Марк Стрэнд, Розанна Уоррен, Евгений Рейн, Владимир Уфлянд, Томас Венцлова, Анатолий Найман, Яков Гордин, Мария Соццани-Бродская и другие. Звучала музыка Гайдна, Моцарта, Пёрселла. В 1973 году в этом же соборе Бродский был одним из организаторов мемориальной службы памяти Уистена Одена.

В своих широко цитируемых воспоминаниях, посвящённых последней воле и похоронам Бродского, поэт и переводчик Илья Кутик говорит:
За две недели до своей смерти Бродский купил себе место в небольшой часовне на нью-йоркском кладбище по соседству с Бродвеем (именно такой была его последняя воля). После этого он составил достаточно подробное завещание. Был также составлен список людей, которым были отправлены письма, в которых Бродский просил получателя письма дать подписку в том, что до 2020 года получатель не будет рассказывать о Бродском как о человеке и не будет обсуждать его частную жизнь; о Бродском-поэте говорить не возбранялось.

Большинство утверждений, сделанных Кутиком, не подтверждается другими источниками. В то же время близко знавшие Бродского Э. Шеллберг, М. Воробьёва, Л. Лосев, В. Полухина, Т. Венцлова выступили с опровержениями. В частности, Шеллберг и Воробьёва заявили: «Хотим заверить, что статья об Иосифе Бродском, опубликованная под именем Ильи Кутика на 16-й странице „Независимой газеты“ от 28 января 1998 года, на 95 процентов является вымыслом». Своё резкое несогласие с рассказом Кутика высказал Лев Лосев, засвидетельствовавший в числе прочего, что Бродский не оставлял указаний относительно своих похорон, не покупал место на кладбище и т. д. По свидетельствам Лосева и Полухиной, Илья Кутик не присутствовал на описываемых им похоронах Бродского.

Решение вопроса об окончательном месте упокоения поэта заняло больше года. По словам вдовы Бродского Марии, «идею о похоронах в Венеции высказал один из его друзей. Это город, который, не считая Санкт-Петербурга, Иосиф любил больше всего. Кроме того, рассуждая эгоистически, Италия — моя страна, поэтому было лучше, чтобы мой муж там и был похоронен. Похоронить его в Венеции было проще, чем в других городах, например в моём родном городе Компиньяно около Лукки. Венеция ближе к России и является более доступным городом». Вероника Шильц и Бенедетта Кравери договорились с властями Венеции о месте на старинном кладбище на острове Сан-Микеле. Желание быть похороненным на Сан-Микеле встречается в шуточном послании Бродского 1974 года Андрею Сергееву: 

Хотя бесчувственному телу
равно повсюду истлевать,
лишённое родимой глины, оно в аллювии долины
ломбардской гнить не прочь. Понеже
свой континент и черви те же.
Стравинский спит на Сан-Микеле…

21 июня 1997 года на кладбище Сан-Микеле в Венеции состоялось перезахоронение тела Иосифа Бродского. Первоначально тело поэта планировали похоронить на русской половине кладбища между могилами Стравинского и Дягилева, но это оказалось невозможным, поскольку Бродский не был православным. Также отказало в погребении и католическое духовенство. В результате решили похоронить тело в протестантской части кладбища. Место упокоения было отмечено скромным деревянным крестом с именем Joseph Brodsky.

Через несколько лет на могиле поэта установили надгробный памятник работы художника Владимира Радунского. На обороте памятника выполнена надпись на латыни — строка из элегии Проперция «Letum non omnia finit» — «Не всё кончается со смертью».

Люди, приходя на могилу, оставляют камешки, письма, стихи, карандаши, фотографии, сигареты Camel (Бродский много курил) и виски.