Sjoerdben korán feléledt a hivatás, és a középiskolát a ferencesek vezette megeni kisszemináriumban végezte. Bár eredetileg a ferences rendbe szeretett volna belépni, egészségügyi problémái miatt nem fogadták el a jelentkezését. Ekkor a kármelitákhoz kérte felvételét, és 1898-ban tagja lett a boxmeeri kolostornak. Édesapja emlékére vette fel a Titus rendi nevet. 1905-ben szentelték pappá, majd Rómában, a Gergely Egyetemen doktorált. A kármelita misztika szakértője volt, ő fordította le holland nyelvre Avilai Szent Teréz műveit.
Az 1920-as években Hollandiában katolikus megújulás kezdődött, amelyben Titus Brandsma fontos szerepet játszott. Részt vett a Nijmegeni Katolikus Egyetem (ma Radboud Universiteit Nijmegen) alapításában, ahol a filozófia, a történelem és a misztika professzora volt, illetve egy ideig a rektori tisztséget is ellátta. Újságíróként és szerkesztőként is dolgozott – akkoriban a folyóiratok mellett harminchét katolikus napilap működött az országban. Népszerű szónok és író volt, 1935- ben előadókörútra hívták az Egyesült Államok kármelita intézményeibe. Ugyanebben az évben a katolikus újságírók egyházi tanácsadójává nevezték ki, illetve megjelent egy cikke, amelyben megfogalmazta véleményét a zsidóellenes házassági törvényekkel szemben. Később arról írt, hogy az a katolikus kiadvány, amely náci propagandát közöl, többé nem nevezhető katolikusnak. Ettől kezdve folyamatosan megfigyelték.
1940-ben a német hadsereg lerohanta Hollandiát. Titus Brandsma nyíltan felszólalt a náci ideológia ellen, illetve az oktatás és a sajtó szabadsága érdekében. Vállalta, hogy személyesen felkeresi a katolikus újságok szerkesztőit a holland püspöki kar levelével, amelyben azt kérik, ne közöljenek le hivatalos náci dokumentumokat. Tizennégy szerkesztővel tudott találkozni, mielőtt 1942-ben letartóztatták.
Több börtönben is raboskodott, ahol megkínozták, míg végül a dachaui koncentrációs táborba szállították. Egészsége gyorsan romlott. Próbálta titkolni, milyen beteg, mert tudta, ha bevonul a kórházba, élve nem kerül ki onnan. Végül azonban már nem tudott tovább dolgozni. A tábor kórházában, egy „orvosi kísérlet” részeként halálos injekciót adtak be neki. II. János Pál pápa avatta boldoggá 1985-ben.
