ブラウンは1898年、セミプロ野球の三塁手だったが、チームの投手が試合に出られず、ブラウンが投手として投入されることになった。 リーグの選手たちは、ブラウンの変わったグリップが生み出すスピンと動きにすぐに気がついた。 ブラウンの曾甥であるフレッド・マッシーは、「カーブするだけでなく、カーブとドロップが同時に起こるんだ」とマッシーは言った。 「そのため、打つのが非常に難しく、もし打てたとしても、地面すれすれに打ってしまうんだ」とマッシーは言う。 1901年にスリーアイリーグのテレホートで始まった華々しいマイナーリーグの経歴の後、ブラウンはむしろ遅く、1903年に26歳でメジャーにやってきて、40歳に近い1916年まで続いた。
ブラウンの最も充実した時期は、1904年から1912年にシカゴカブスでプレーした時である。 この間、彼は6回20試合以上勝ち、2回のワールドシリーズ優勝の一翼を担った。 ニューヨーク・ジャイアンツのジョン・マックグロー監督は、自軍のクリスティ・マシューソンとブラウンをナショナル・リーグの2大投手とみなしていた。 実際、ブラウンはマシューソンに何度も競り勝ち、1908年のレギュラーシーズン最終戦では最も大きな勝利を収めた。
ブラウンの最も重要な一試合は、1908年10月8日、ニューヨークで行われたカブスとニューヨーク・ジャイアンツのペナント決定戦であった。 カブスの先発ジャック・フィーエスターは、ジャイアンツのためにマシューソンが先発し、低調なスタートを切ったが、すぐにブラウンが救援し、ジャイアンツを抑え、カブスは4-2で勝利し、ペナントを勝ち取った。
1909年末、ブラウンはキューバで試合を行うチームに所属していた。 彼はそこで冬を過ごすつもりだったが、謎の病気にかかったため帰国した。 1912年、ブラウンは限られた時間しかプレーできず、36歳になる1週間前の10月にカブスから解雇された。 10月、36歳になる1週間前にカブスを解雇され、その直後、彼は軽い病気について医師に相談した。 医師はブラウンの膝を診察し、足が不自由になる恐れがあるので、野球を引退するよう勧めた。 しかしブラウンはプレーを続け、ルイビルコロネルズと契約し、1913年にはシンシナティ・レッズとトレードされた。 ティンカーがシカゴ・ホエールズに行く間、ブラウンは1914年にセントルイス・テリアーズの選手兼任監督を務めた。 ブラウンは8月に監督を解任され、その後ブルックリン・チップトップスでシーズンを終え、1914年10月に再び引退の噂が流れた。 彼はリーグに残り、1915年にシカゴ・ホエールズでプレーした。 1916年にカブスに戻り、最後のシーズンを過ごした。 ブラウンとマシューソンは、1916年9月4日、労働者の日のダブルヘッダーの第2試合で対決し、それぞれのキャリアを締めくくった。 この試合は、2人の野球の老兵の最後の対決と銘打たれ、それぞれのキャリアにおける最後の試合となった。 試合は、両チーム合わせて33本のヒットを放つハイスコアなものであった。 しかし、両チームともペナントレースに大きく後退していたため、2人の投手陣が全試合に出場した。
ブラウンはメジャーリーグでのキャリアを239勝130敗、1375個の三振、防御率2.06で終え、殿堂入りした選手の中ではエド・ウォルシュ、アディ・ジョスに次いで3番目に良い防御率であった。 ERA2.06は、200勝以上した投手としてはMLB史上最高である。 ブラウンは、投手としては珍しくスイッチヒッターだった。 打撃にもプライドがあり、投手としてはまずまずの打率で、キャリア通算打率.206（235対1143）、93本、2ホームラン、73RBIを記録している
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