Brug studeerde voedingswetenschappen en epidemiologie waarna hij promoveerde in Maastricht in gezondheidswetenschappen. Zijn onderzoek gaat over leefstijl en gezondheid, en hoe mensen gestimuleerd kunnen worden om gezonder te leven. Voor zijn werk krijgt Johannes Brug internationale erkenning waaronder een gasthoogleraarschap aan Deakin University in Melbourne (Australië). Daarnaast was hij de president van de International Society of Behavioral Nutrition and Physical Activity, de internationale wetenschappelijke vereniging van zijn vakgebied.

Johannes Brug is werkzaam geweest als onderwijsdirecteur aan de Open Universiteit en de Universiteit van Maastricht. Sinds 2007 is hij werkzaam aan het VUmc, eerst als directeur van het EMGO instituut, dit instituut doet onderzoek naar zorg en gezondheid. Vanaf 2008 combineerde hij deze functie met die van divisievoorzitter. In 2012 is Johannes Brug benoemd als vice-decaan van het VUmc.