Яков Вилимович Брюс родился 1 (11) мая 1669 года в Москве в Немецкой слободе. Его отец Вилим Брюс происходил из рода ирландских и шотландских королей. Русским царём Алексеем Михайловичем Романовым он был принят на службу в русскую армию. Двенадцать лет отец будущего генерал-фельдцейхмейстера командовал одним из полков и со временем был произведён в генерал-майоры. В России он нашёл свою вторую родину, семейное счастье, служил ей верой и правдой. Умирая, то же завещал своим детям Якову и Роману.

      В год его смерти (1680) Якову было 11 лет. В родительском доме он получил достаточно хорошее по тем временам образование. Яков рано пристрастился к математическим и естественным наукам, которыми не переставал заниматься до конца своей жизни.

      В 1683 году Яков Брюс был записан в «потешные» войска будущего государя всея Руси. Однако документального подтверждения эти факты не нашли.

      В 1686 году Яков Брюс поступает на военную службу и сразу обретает боевой опыт: в чине прапорщика в 1687 и 1689 годах он участвует в Крымских походах под руководством князя В. В. Голицына. Эти походы завершились для русского войска бесславно, но Брюс был награжден, получив поместье и единовременное денежное пособие.

      К сентябрю 1689 года относится непосредственное начало службы Брюса Петру, что было связано с событиями стрелецкого бунта. «Потешные» и стрелецкие полки поддержали Петра, прибыв по его приказу в Троице-Сергиев монастырь. В одном из отрядов иноземцев поручиком состоял Я.В. Брюс. С этого времени он один из активнейших помощников во всех военных начинаниях молодого царя: Кожуховских маневров (1694)[8], Азовских походов (1695, 1696 гг.) и других баталиях. В Первом Азовском походе Брюс успешно выполнял задачи в качестве инженерного офицера, во втором он действовал в должности морского капитана. Во время Второго Азовского похода, принесшего удачу петрову войску, за храбрость и умелое осуществление штурма 27-летний капитан Брюс был произведён в полковники.

      Отправляясь в марте 1697 году в своё первое путешествие по Европе, Пётр на некоторое время оставил Брюса в Москве, но 19 декабря 1697 года Яков Вилимович уже появился в Амстердаме, где находилось тогда петровское «Великое посольство». В январе 1698 года он в сопровождении небольшой части царской свиты прибывает с Петром в Лондон. Здесь Брюс слушает лекции видных математиков, посещает лондонскую обсерваторию, но особенно интересуется постановкой пушечного и литейного дела. Вскоре русский царь покинул Англию, а Брюс остался для совершенствования своих