Уолтер Хозер Бреттейн народився 10 лютого 1902 року в Амое, Китай. Син Росса Р. Бреттейна та Оттіли Хезер. Він провів дитинство та юність в штаті Вашингтон і одержав ступінь бакалавра в Коледжі Вітмана в 1942 році. В університеті штату Орегон одержав ступінь магістра в 1926 році, а в 1929 році - ступінь доктора наук в університеті Мінесоти.
Доктор Бреттейн працював технічним співробітником з 1929 року в Bell Laboratorіes. Головними сферами його досліджень були поверхневі властивості твердих тіл. Його рання робота була присвячена термоелектронному випромінюванню й адсорбованим шарам вольфраму. Робота була продовжена в області ректифікації фотоефектів на поверхні напівпровідників, починаючи з вивчення ректифікації на поверхні окису міді. Пізніше були роботи подібні до вивчення кремнію. Після Другої світової війни Бреттейн продовжив свою роботу, вивчаючи як кремній, так і германій.
Найбільшим внеском Бреттейна у фізику твердих тіл стало відкриття фотоефекту на вільній (від навантаження) поверхні напівпровідників. А також: винахід крапкового транзистору (разом з доктором Джоном Бардіном), вивчення властивостей поверхонь напівпровідників, які проводилися спочатку разом з Бардіном, а пізніше з Доктором Гарреттом, а потім і з Доктором Бодді.
У 1952 році Бреттейн отримав почесне звання доктора наук від Портландского університету, у 1955 - від Юніонського Коледжу, а в 1957 році - від університету Мінесоти. У 1952 році був нагороджений медаллю Стюарта Боллентайна інституту ім. Франкліна, а в 1955 році нагороджений медаллю Джона Скотта. Ступінь від Юніонського Коледжу, а також обидві медалі Бреттейн отримав разом із Джоном Бардіном як визнання їхньої роботи над транзистором.
Доктор Бреттейн член Національної Академії Наук та Інституту імені Франкліна, член Американського фізичного співтовариства, Американської академії мистецтв і наук та Американської асоціації розвитку науки. Також є членом комісії з напівпровідників при Міжнародному союзі фундаментальної та прикладної фізики і членом Дослідницько-консультативного комітету військово-морських сил США.
У 1935 році одружився із доктором Кірен (Гілмор) Бреттейн. У них народився син Вільям Гілмор Бреттейн. У 1958 році Бреттейн знову одружився із місіс Еммою Джейн (Кірш) Міллер. Бреттейн жив у місті Саміт, штат Нью-Джерсі, біля Мюррей Кволій, де розташована Bell Telephone Laboratorіes.
Уолтер Х. Бреттейн помер 13 жовтня 1987 року.