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An vielen Fahrzeugen sind vor allem an der Hinterachse noch herkömmliche Trommelbremsen vorhanden. Bis etwa Mitte der Siebziger Jahre waren Trommelbremsen auch an den Vorderrädern Standard, so etwa beim VW Käfer. Gerade bei kleineren oder schwach motorisierten Fahrzeugen werden oft an den hinteren Rädern Trommelbremsen verwendet, da sie günstiger sind als die Variante mit Scheiben und weniger anfällig. Im Gegensatz zur Scheibenbremse drücken dabei zwei Bremsbeläge oder Bremsbacken von innen an eine zylinderförmige Trommel, die fest mit dem Rad verbunden ist. Die Bremsbacken der Trommelbremse sind nahezu halbkreisförmig und werden über die Bremshydraulik betätigt. Um die Bremswirkung zu verstärken, wird die angewendete Kraft mechanisch über ein System von Hebeln und Federn vervielfacht.
Die Bremsbeläge der Trommelbremse ähneln in Ihrem Aufbau denen der Scheibenbremse. Sie bestehen aus einer Trägerplatte und dem darauf aufgeklebten oder aufgenieteten eigentlichen Bremsbelag. Dieser ist aus einer Mischung von Metall- und Harzpartikeln gefertigt, und somit etwas weicher als das Metall der Bremstrommel. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bremsbeläge selber stärker verschleißen als die Bremstrommeln, da die Bremsbacken einfacher, günstiger und preiswerter zu tauschen sind. Verschlissene Bremsbacken an der Trommelbremse erkennt man entweder durch ein kleines Kontrollloch in der Trommel, dass bei ausgebautem Rad zu sehen ist, oder aber durch ein lautes, kreischendes Geräusch, wenn die Bremsbeläge bis auf die Trägerplatte heruntergefahren sind.
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Die Bremsbacken oder Bremsbeläge der Trommelbremse werden von innen an eine rotierende Trommel gepresst, die mit dem Rad verbunden ist. Dadurch, dass neben den Bremsbelägen auch die Mechanik, die Federn und das Hebelwerk im Inneren der Trommel liegen, ist die Trommelbremse wesentlich weniger anfällig für äußere Einflüsse. Aufgewirbelter Schmutz von der Straße kann nicht so leicht eindringen, sich zwischen Bremsbacken und Trommel setzen und so beim Bremsen Riefen, Rillen oder andere Schäden verursachen. Auch die Mechanik, mit der die Bremsbacken an die Trommel gepresst werden, ist so gegen Staub und Feuchtigkeit geschützt. Deswegen sind bei vielen Baustellenfahrzeugen auch heute noch an allen Rädern Trommelbremsen verbaut. Darüber hinaus ist die Trommelbremse deutlich preiswerter als eine Scheibenbremse.
Im Gegensatz zu den leistungsfähigeren Scheibenbremsen ist die Wirkung der Trommelbremse jedoch deutlich geringer, bei gleicher Bremskraft ist die gesamte Bremsanlage also schwerer. Auch die Wärmeabfuhr ist deutlich schlechter, da viele erhitzte Teile innerhalb der Bremstrommel liegen und so keinen Fahrtwind abbekommen. So ist die Gefahr für Überhitzung größer, bei Trommelbremsen tritt daher häufiger ein Verlust der Bremskraft auf. Wenn die Bremsbacken oder die Trommel zu heiß werden, dann kann die Geschwindigkeit nicht mehr ausreichend abgebaut werden, man spricht dann von Fading. Außerdem kann der Reibwert der Trommelbremse stark schwanken. Wenn auf beiden Seiten einer Achse die Bremswirkung unterschiedlich stark ist, kann der Wagen sehr leicht ausbrechen und somit Unfälle verursachen. Deswegen ist man schon vor vielen Jahren dazu übergegangen, zumindest an der stärker belasteten Vorderachse Scheibenbremsen einzusetzen.
Bei Trommelbremsen gibt es unterschiedliche Systeme. Am weitesten verbreitet ist bei Fahrzeugen aller Art und Größe die Simplex-Bremse, bei der die Bremsbacken in der gleichen Richtung auf die Trommel wirken, zudem wird nur ein zentraler Bremszylinder benötigt. Weitere Varianten sind die Duplex-Bremse, die Duo-Duplex-Bremse, die Servo-Bremse und die Duo-Servo-Bremse. Alle diese Varianten versuchen, die Bremswirkung zu erhöhen und bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt gleich zu gestalten. Dafür werden mehrere Radbremszylinder verwendet, um die beiden Bremsbacken entweder auflaufend oder ablaufend zu gestalten. Bei einigen Varianten ist durch die verstärkte Bremskraft jedoch die Gefahr für Überhitzung und Bremsfading größer.