Hamulec bębnowy zwalnia koło poprzez dociskanie szczęk do wnętrza obracającego się bębna. Bęben jest przymocowany do koła i obraca się wraz z nim. Gdy kierowca naciska pedał hamulca, ciśnienie hydrauliczne popycha cylinder hamulcowy, który wypycha szczęki na zewnątrz. Szczęki ocierają się o bęben, wytwarzając tarcie i zwalniając koło.

Hamulce bębnowe były standardem na wszystkich czterech kołach przez dziesięciolecia. Są tańsze w produkcji niż hamulce tarczowe i zapewniają dużą siłę hamowania przy niskich prędkościach. Mają również efekt samowzmacniający: obrót bębna dociska szczękę prowadzącą do styku, zwiększając siłę hamowania przy mniejszym nacisku na pedał. Dlatego niektóre ciężarówki i pojazdy ciężarowe nadal je stosują.

Hamulce bębnowe mają jednak swoje wady. Zatrzymują ciepło wewnątrz bębna, co może powodować zanik siły hamowania podczas wielokrotnych gwałtownych hamowań. Są trudniejsze w serwisowaniu, ponieważ sprężyny i szczęki znajdują się wewnątrz bębna. Nie odprowadzają też wody tak dobrze jak hamulce tarczowe, przez co mogą być mniej skuteczne po przejechaniu przez głęboką wodę.

Większość nowoczesnych samochodów wykorzystuje hamulce tarczowe z przodu oraz tarczowe lub bębnowe z tyłu. Tylne hamulce bębnowe są powszechne w samochodach ekonomicznych i hybrydowych, gdzie wykonują mniej pracy, a hamowanie rekuperacyjne zmniejsza zużycie. Nie są one przestarzałe. Są po prostu mniej powszechne.