Nace el 4 de abril de 1841 en el núm. 6 de la calle San Roque de Santiago de Compostela y es bautizado en la iglesia de San Miguel dos Agros. Es el tercer hijo del matrimonio formado por Eugenio Brocos Martínez y su segunda esposa, Juana Gómez Barreiro. Pasa su infancia en los bajos del antiguo palacio de los condes de Altamira, demolido a finales del siglo xix para la construcción de la plaza de abastos compostelana, donde miembros de su familia servían como campesinos y criados. Su padre, Eugenio, era pintor y grabador; trabajó como «pintor de coches y carruajes» y, posteriormente, como portero para esta familia. Su tío Juan era escultor. Ambos eran socios del Liceo la Amistad de Santiago de Compostela, liberales y republicanos. De los cinco hijos del matrimonio, además de Isidoro, Modesto Brocos llegará a ser un ilustre pintor y grabador. Este desarrollará su carrera principalmente en Brasil.

Isidoro recibe su primera formación artística en la Real Sociedad Económica de Amigos del País de Santiago de Compostela. Este era el único centro que ofrecía estudios, dentro del ámbito artístico, de un cierto nivel y que estableció su Academia de Dibujo en Santiago de Compostela a partir del año 1834. En este centro inaugurará su otra faceta laboral, que desarrollará a lo largo de toda su vida: la docencia. Así desempeñará el cargo de profesor auxiliar interino en las asignaturas de Dibujo Lineal y Elemental y de Dibujo natural y Modelado, entre 1862 y 1868, con el director Juan José Cancela del Río y con el escultor Juan Sanmartín. Además, durante estos años y para sustentar a su familia —ya que con 15 años muere su padre y a esto hay que unir la ruina de la familia noble de Altamira— realiza numerosos grabados religiosos en madera para imprimir estampas en los libros de novenas, catecismos y devocionarios de las cofradías.

A finales del año 1868, con 27 años, se traslada a Madrid y empieza a trabajar en el taller del escultor Andrés Rodríguez, amigo de su padre. Es una época de penuria y privaciones, pero aun así sigue con la intención de ampliar su formación y se matricula en el año 1870 en la Escuela Especial de Pintura, Escultura y Grabado, que compartía edificio con la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando. Estudiará tres cursos.

Durante estos años viaja asiduamente a Galicia y contrae matrimonio con Rosa Tojo Vaamonde, de Mondoñedo y perteneciente a una familia adinerada que le apoya económicamente para que pueda continuar su carrera artística.

En 1873 realiza un viaje de formación a Roma, donde cursa estudios en la Accademia di San Luca. Su llegada coincide con la recién inaugurada Academia Española de Bellas Artes. A los siete meses se traslada a París, adonde llega en abril de 1874, y asiste a las clases de la École des Beaux-Arts. Coincide con el nacimiento del impresionismo, que se presenta en público en una gran exposición inaugurada el 15 de abril, en el núm. 37 del boulevard des Capucines.

En el Salón de París de 1876 expondrá su escultura Últimos momentos de Herodes, por la que recibirá dos años más tarde, en 1878, la tercera medalla en la Exposición Nacional de Bellas Artes de Madrid y una medalla de cobre en la Exposición Regional de Lugo. A su vuelta de Francia, Manuel Murguía escribe: «Por fortuna venía precedido de la fama. Los primeros triunfos le habían sonreído en tierra extranjera y era esto cosa que le auguraba éxitos seguros en su país», pero no siempre será así.

Por razones familiares regresa a Galicia en 1876 y se asienta en Santiago de Compostela. En enero de 1879 pasa a ser profesor de Modelado en la Escuela de Artes y Oficios de la Real Sociedad Económica de Amigos del País de Santiago de Compostela. Comienza a colaborar en La Ilustración Gallega y Asturiana, dirigida por Manuel Murguía desde Madrid para difundir la cultura y la realidad gallegas. Encontrará en esta colaboración un espacio para canalizar su interés por ahondar en las tradiciones y en la cultura popular y lo conectará con el entonces emergente regionalismo. Junto a su hermano Modesto desempeñará labores de colaborador artístico y corresponsal.

En su obra el regionalismo aparece ligado a una cierta preocupación social. En sus múltiples viajes por Galicia recoge apuntes al natural sobre tipos y costumbres populares, además de utilizar modelos humildes ―suele quedar con un hombre que hace guiñol para los niños en el Campo da Leña y cuyo rostro plasma en varias de sus obras―.

En diciembre de 1880, tras sufrir problemas en su trabajo compostelano, se instala con su familia en A Coruña y consigue una plaza como profesor auxiliar interino de las asignaturas de Modelado y Vaciado de Adorno en la —por entonces única en Galicia— Escuela Provincial de Bellas Artes. Comparte la asignatura con José Domínguez Coumes-Gay. Además, da clases sin retribución de Dibujo del Antiguo, de Figura y de Adorno (copia de yeso) junto a Román Navarro ―momento en el que coincide con Pablo Picasso― y, a partir de 1882, imparte clases de Dibujo del Antiguo y de Perspectiva para señoritas.

Acude a la Exposición Nacional de Bellas Artes de Madrid del año 1881 con dos obras: Xastre de aldea (1878) y Aquí, aquí (la pulga) (1880) por las que recibirá la tercera medalla y que serán adquiridas por el rey Alfonso XII. La primera la expuso por primera vez en el Salón de París de 1878 y vendió dos copias gracias a ella. Por la última recibió una medalla de plata en la Exposición Regional de Pontevedra de 1880.

En el año 1887 acudirá nuevamente a la Exposición Nacional con su obra Una buena elección.

Un aspecto menos conocido de su trabajo será el de escultor de obras religiosas para diversas capillas e iglesias, como las esculturas de la capilla de Santo André en A Coruña (1883), la Virgen de la Ascensión de la iglesia parroquial de Santa María de Trasmonte (Ames, A Coruña), el grupo de San Gregorio Magno de la iglesia de Santa María de Paradela (A Estrada, Pontevedra), la María Magdalena de la iglesia de San Mamede (Carnota, A Coruña) o el Cristo yacente de la iglesia de San Xulián (Ferrol).

El 10 de febrero de 1890 es nombrado académico numerario ―sección escultura― de la Academia Provincial de Bellas Artes. Era director de la academia el arquitecto Faustino Domínguez Coumes-Gay. Allí desarrolla iniciativas diversas, como el informe de 1903 para la creación de un Museo de Bellas Artes en la ciudad de A Coruña, junto a Román Navarro, Pedro R. Mariño y Antonio de Mesa, donde analizan las bases y las condiciones para el proyecto. Más adelante forma parte de la comisión, junto a Pardo Reguera, que investiga los posibles edificios públicos o solares proclives a ser utilizados como futuro museo, donde albergarían todas las piezas artísticas (principalmente restos arqueológicos diversos y obras de arte cedidas por particulares y por los diferentes académicos) atesoradas por la Academia de Bellas Artes desde su creación (1849).

Después de diez años como profesor en la Escuela Provincial de Bellas Artes de A Coruña, obtiene en junio de 1891 la cátedra de Modelado de Adorno y Vaciado en la Escuela Provincial de Bellas Artes, en el Instituto Eusebio da Guarda de A Coruña. En esta escuela —de la que llegaría a ser director— será compañero de José Ruiz Blasco, catedrático de Dibujo de Figura y de Adorno y padre de Pablo Ruiz Picasso, de quien Brocos será uno de sus profesores entre los años 1891 y 1895.

Además del quehacer diario centrado en la docencia y en su obra escultórica, Isidoro Brocos dedica parte de su vida a la música tradicional gallega. Realiza una labor fundamental de muestreo y recopilación del folclore popular y compone varias piezas, como las Muiñeiras I, II, III y IV.

Participa en los actos de homenaje, celebrados en la ciudad en 1904, en honor al poeta y escritor Curros Enríquez y realiza el modelo en escayola del medallón, con el retrato del artista de perfil, que acababa la corona de plata que le entregan como obsequio.

En abril de 1905 es nombrado académico correspondiente de la Academia de Bellas Artes de San Fernando. En noviembre de ese mismo año es nombrado académico correspondiente de la Real Academia Gallega ―inaugurada oficialmente el 30 de septiembre de 1906 en el salón de la coruñesa Reunión Recreativa e Instructiva de Artesanos, aunque había sido constituida previamente el 4 de septiembre de 1905―.

Fallece el 26 de noviembre de 1914 en su domicilio de la calle San Roque, núm. 10 de A Coruña. Este día la Escuela de Artes e Industrias suspende las clases en señal de duelo por la muerte de su director interino. El Ayuntamiento de A Coruña celebra una sesión extraordinaria el 28 de noviembre en su memoria.

De sus seis hijos, Florentina, Donnino Santiago y Eugenio continuarán con la tradición familiar y se dedicarán a la pintura y a la música.

De él comenta el especialista en arte gallego José L. López Vázquez: «Es sin duda el mejor escultor gallego del último tercio del siglo XIX y el primero que pudiéramos considerar “moderno”. […] por primera vez en la escultura gallega nos encontramos con una obra laica en función dominante».