Родился в местечке Устилуга (Волынская губерния, Украина) 29 июня (11 июля) 1886 в бедной мещанской семье. Приехав в 1904 в Москву, жил в доме психиатра Ф.А.Усольцева, где познакомился с больным М.А.Врубелем, который стал первым его наставником в искусстве. В 1905–1913 работал лепщиком в майоликовой мастерской С.И.Мамонтова на керамическом заводе у Бутырской заставы в Москве. Посещал Училище живописи, ваяния и зодчества (1906–1910), где занимался, в частности, в классе П.П.Трубецкого; познакомился в училище с М.Ф.Ларионовым. Участвовал в выставке «Голубая роза» (1907). В 1910 путешествовал с Мамонтовым по Италии. Вернулся в Москву в связи с кончиной Врубеля и снял с него посмертную маску. В 1914–1917 служил в армии. С 1917 творчески сблизился с В.Н.Чекрыгиным. Преподавал в художественной школе Н.И.Васильева и Свободных художественных мастерских (с 1918).
Типические образы-видения в духе символизма «Голубой розы» порой соединяются в его акварелях и гуашах второй половины 1900-х годов (Бильярд (Смерть Пьеро), частное собрание, Москва) с ироничным гротеском. Со временем центральное значение в его живописи и графике получила евангельская тема (Встреча Марии с Елизаветой и другие рисунки конца 1910-х годов – в Третьяковской галерее). Выдвинулся в эти годы и как замечательный ваятель, сочетающий импрессионистическую фактуру с острым декоративным чутьем (Девушка с ребенком, дерево, 1905, Музей-заповедник «Абрамцево»; Кора, гипс, 1918–1919, Русский музей). В 1919 создал – по плану «монументальной пропаганды» – свой шедевр, памятник В.И.Сурикову для Красной площади в виде фигуры апокалиптического ангела с мечом и чашей в руках. Части огромной фигуры были уже выполнены в материале (из листового железа, в технике выколотки), но, так и не собранные, хранились затем в музейном запаснике в Загорске, где и пропали, скорее всего, сданные на металлолом (сохранилось лишь несколько подготовительных рисунков и гипсовый эскиз в архиве Министерства культуры в Сергиевом Посаде).
Умер Бромирский от тифа в Москве в декабре 1919 (или январе 1920). Обаяние религиозно-символических замыслов Бромирского сделало его посмертно одним из «основоположников» группы «Маковец», где имя безвременно ушедшего из жизни мастера было окружено особым почетом.
