Signe Bruun startede sine ungdomsår i den lokale fodboldklub I.f.a hjemme i Stevnstrup. Senere spillede hun for IK Skovbakken i ungdomsårene. Derefter skiftede hun til Fortuna Hjørring i 2014, hvor hun hjalp holdet til at vinde det danske mesterskab og pokalturneringen. I 2018 fik hun kontrakt med den franske klub Paris Saint-Germain og var med til at vinde det franske mesterskab i 2021. I juni samme år skiftede hun til rivalerne Olympique Lyon, hvor hun har underskrevet kontrakt til 2023.[1] Efter få kampe for den franske storklub valgte hun at skrive med engelske Manchester United på en lejeophold.[2] Hendes tid i klubben var dog knap succesrig, da den var præget af skader, hvorfor hun herefter valgte at vende tilbage til Olympique Lyon.[3] I juli 2023 skiftede hun til spanske Real Madrid Femenino.[4]
Landshold
Hun har spillet for alle ungdomsholdene fra U16 til U23, og fik debut på A-landsholdet den 24. oktober 2017 i VM-kvalifikationskampen mod Kroatien, som Danmark vandt 4-0. Signe Bruun blev skiftet ind i overtiden, hvorefter hun scorede Danmarks fjerde mål.[5]
I sin landskamp nummer seksten mod Bosnien-Hercegovina scorede Bruun de første fem mål i 8-0-sejren. Hun satte dermed rekord for danske kvindelige spillere med mål i én kamp.[6][7]