Tuż przed założeniem jednak tego zespołu Brian grywał w szkolnych zespołach - The Liffey Beats, czy The Black Eagles. Będąc w lokalnym Sugar Shack Lynott zaoferował mu dołączenie do niego w Orphanage. Wówczas zapoznany został równiez Ericem Bellem i wkrótce trio utworzyło Thin Lizzy. Przez lata skład zespołu nieustannie się zmieniał, a jedynymi stałymi przez kolejne trzynaście lat jego członkami byli Downey i Lynott. Po śmierci Lynotta w roku 1986 artysta grał z Johnem Sykesem, Scottem Gorhamem, Darrenem Whartonem i MarcoMendoza. Gdy w roku 2009 z zespołu odszedł John Sykes, Scott Gorham utworzył nowy skład Thin Lizzy. Zjednoczyli się wówczas Downey, Mendoza, Wharton oraz dwóch nowych członków Def Leppard - Vivian Campbell i Ricky Warwick. W tym składzie rozpoczęli trasę koncertową w roku 2010, kontynuując ją po dwóch latach z nowym gitarzystą - Damonem Johnsonem, ostatecznie zastępionego przez Campbella. Gorham przyznał w jednym z wywiadów, że zespół planuje wydanie kolejnego krążka, który byłby pierwszym nagraniem studyjnym od roku 1983. Jako perkusista Thin Lizzy rozwinął się również jako twórca tekstów piosenek.
"Brian Downey jest jednym z najmniej docenionych perkusistów rockowych tego pokolenia".
krytyk Eduardo Ricadavia
W roku 2007 muzyk pojawił się na albumie Gary'ego Moore'a "Close As You Get" oraz uczestniczył w trasie promującej krążek. Rok później opuścił zespół Gary'ego, by poświęcić się innemu projektowi.