Sein Wehrdienst vergrößerte das Interesse noch. Bei der Luftwaffe war er als Bordelektroniker an fliegenden Waffensystemen tätig und kümmerte sich unter anderem um Radar, EloKa-, Feuerleit und Datenverarbeitungssysteme. 1960 wurde er als Fahnenjunker aus der Bundeswehr entlassen. Obwohl er grundsätzlich Interesse an einer Wehrübung hatte, hat er keinen weiteren Dienst in Uniform geleistet. "Ich war immer unabkömmlich", blickt Ingo Brenne zurück.
Nach seinem Wehrdienst studierte er Elektrotechnik an der Fachhochschule Duisburg und anschließend an der Technischen Hochschule in Aachen Informationstechnik und Hochfrequenztechnik. Ein technisches "Vollblutstudium", das ihn mit Radar, Laser und Maser beschäftigte. Außerdem waren der Starfighter und auch Plasma Antriebe in den Vorlesungen ein Thema. Eine Werbeaktion des Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) brachte ihn zunächst in den Geschäftsbereich des Bundesministeriums der Verteidigung. Von 1969 bis 1971 war er zur Referendarsausbildung unter anderem bei der Wehrtechnischen Dienststelle 81 in Greding. Seine Tätigkeiten befassten ihn damals mit dem Panzerabwehrflugkörper SS-11. "Die Waffe war unberechenbar und gefährlich" berichtet er. Nur zwei von drei Flugkörpern fanden den Weg in das Ziel. Brenne baute einen Prüfstand für SS-11 mit dem der Fehler gefunden und nachgewiesen werden konnte.
Nach seinem Staatsexamen, das ihm den Titel des Bauassessors brachte, wollte er eigentlich bei der Wehrtechnischen Dienststelle bleiben, doch ein Angebot des Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) zog er vor: Im Systemreferat wurde er als Baurat zur Anstellung sofort in wichtige Projekte involviert. 1973 wurde er stellvertretender Projektbeauftragter für gleich drei Projekte: Military Air Trafic Control (MATRAC), Tieffliegermeldedienst (TMD), Heeres-Flugabwehr-Aufklärungs- und Gefechtsführungssystem (HFlaAFüSys).
1974 wurde Ingo Brenne zusammen mit fünf weiteren Personen für einen Managementlehrgang für Command & Controlsysteme in den USA ausgesucht. Die Entwicklung solcher Systeme war in dieser Zeit ein aktuelles Thema. Entsprechend dieser zusätzlichen Qualifikation wurde er nach der Rückkehr in die Wehrtechnische Dienststelle für Führungssysteme versetzt. Dort kümmerte er sich um Softwareentwicklung für Heer, Luftwaffe und Marine. Die Versetzung nach Bonn bedeuteten für ihn eine tägliche Wegstrecke von 180 km. Auch wenn man ihm eine kurze "Stehzeit" zusagte, pendelte er von 1977 bis 1981 vom Wohnort in Koblenz nach Bonn. In dieser Zeit war er als stellvertretender Projektbeauftragter für das DV gestützte Führungssystem der EIFEL II der Luftwaffe verantwortlich. Damals wie heute bildete der Schwerpunkt seiner Arbeit die Sicherheitsarchitektur.
Nach seinem Drängen auf eine Rückversetzung wurde Brenne 1981 Deutscher Sprecher im MRCA-Programm für Avionic Age. Die Abwesenheit des zuständigen Beraters brachte Ingo Brenne als Vertreter in das BMVg, wo er als Referent für Ausrüstung und Datenverarbeitung in Waffensystemen des Heeres den zuständigen Bearbeiter in der Deutsch-Französischen Kooperation tätig war.
In der Folge war er ab 1987 Projektbeauftragter AWACS. "Das war eine sehr interessante internationale Tätigkeit", berichtet der Baudirektor aus dieser Zeit. Mit großer Eigenständigkeit war er als Deutscher Sprecher der Independent European Planing Group für den Technologie Bereich Multi Sensor Data Fusion verantwortlich, außerdem war er Deutscher Sprecher in der NATO Research Group "Artificial Intelligence applied to C&C Systems". Das Panel, das er damals bearbeitete, ist zur Zeit wieder sehr aktuell. "Viele Dinge haben wir vor 20 Jahren schon so gemacht, wie sie heute wieder angepackt werden", betont der Baudirektor.
Stolz ist Ingo Brenne auf die Leitung eines multinationalen Vorhabens zur Vernetzung von Luftverteidigung und Flugabwehr-Raketen-Systemen. 1989 übernahm er diese Position und realisierte den von der NATO vorgegebenen engen Zeit- und Kostenrahmen des immerhin 50 Millionen Dollar schweren Projekts, an dem auch die Abstimmung mit den anderen fünf Nationen zum Alltag gehörte.
1992 wurde Ingo Brenne Leiter des Referats NATO- Luftverteidigung, der Referatsleiter ging damals vorzeitig in den Ruhestand. Allerdings erhielt Ingo Brenne in dieser vierjährigen Tätigkeit keine förmliche Einweisung auf den Dienstposten.
Parallel dazu war er in sechs von den sieben Jahren, die das NATO-Projekt "Data Fusion Demonstrator" dauerte, ab 1993 gewählter Vorsitzender des sogenannten "Steeering-Comitees". Stolz ist er auf diese Wahl vor allem, weil er auch von Generalen gewählt wurde.
Als 1996 die Aufgaben der "Luftverteidigung" nach St. Augustin verlegt wurden, blieb Ingo Brenne in Koblenz und übernahm die Projektleitung von Open Sky und Verification (VERIS) sowie eines Vorhabens zur Flugzielidentifizierung und -klassifizierung für AWACS.