Pierwszym jego klubem była Polonia Białogon Kielce, do której zapisał się na treningi w 1992 roku, wraz ze swym bratem bliźniakiem Pawłem. Trenował tam sześć lat. Po zakończeniu szkoły podstawowej przeniósł się do SMS Zabrze. Pół roku później, razem z bratem Pawłem zostali zauważeni przez trenera Adama Nawałkę, który zaoferował im przejście do Wisły Kraków. I tak pod koniec 1998 roku znaleźli się w krakowskim klubie. W maju 2001 roku Piotr podpisał nowy, 10-letni kontrakt z Wisłą.

W polskiej ekstraklasie Piotr Brożek zadebiutował 8 września 2001 roku w spotkaniu Wisły Kraków z GKS Katowice.

W roku 2002 Piotr Brożek został wypożyczony do ŁKS-u Łódź a w sezonie 2004-2005 występował w Górniku Zabrze. Obecnie jest podstawowym zawodnikiem Wisły Kraków.

Brożek zaliczył także kilka występów w kadrze narodowej. W reprezentacji U-20 wystąpił 6 razy strzelając 3 gole, w U-21 15 meczów, 4 bramki, w pierwszej drużynie 1 mecz.