En août 2008, Charles-Mathieu Brunelle devenait directeur d’Espace pour la vie, le plus grand complexe muséal en sciences de la nature au Canada, regroupant le Biodôme, l’Insectarium, le Jardin botanique et le Planétarium Rio Tinto Alcan.
Auparavant, il a été membre fondateur et premier directeur général de la TOHU. Il a également été associé à de nombreuses réalisations qui ont marqué la vie culturelle de Montréal, notamment, à la Compagnie Marie Chouinard et à la Cinémathèque québécoise.
Il a siégé à plusieurs conseils d’administration entre autres au Conseil des arts et des lettres du Québec et au Comité aviseur de l’industrie touristique.
Conférencier recherché, il a notamment participé à la conférence mondiale sur le développement des villes à Porto Alegre au Brésil (2008) et à la 11e Conférence des parties des Nations Unies à Hyderabad, en Inde (2012).