Diplômée de l'école Polytechnique, de l'école Nationale des Ponts et Chaussées et d'un master of engineering de l'Université de Berkeley, Régine Bréhier a débuté sa carrière en tant que responsable du service maritime et navigation à la DDE du Morbihan.
Responsable du service étude et grands travaux à la DDE du Val-de-Marne puis adjointe infrastructures au directeur de la DDE de l'Essonne, elle rejoint en 2000 la direction des Routes 2000 en tant que chargée de la sous-direction de l'entretien, de la réglementation et du contentieux.
En 2008, elle est nommée directrice de la recherche et de l'innovation au commissariat général au développement durable du ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire.
