บรรพชาเป็นสามเณร เมื่อวันที่ ๑๐ มีนาคม พ.ศ. ๒๕๑๒ ณ วัดบ้านสร้าง อำเภอบางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา

     อุปสมบท เมื่อวันที่ ๒๕ เมษายน พ.ศ. ๒๕๒๑ ณ พระอุโบสถ วัดสระเกศราชวรมหาวิหาร โดยมี สมเด็จพระพุฒาจารย์ (เกี่ยว อุปเสโณ) เมื่อครั้งดำรงสมณศักดิ์ที่พระพรหมคุณาภรณ์ เป็นพระอุปัชฌาย์ ได้รับฉายาว่า "ปญฺญาวชิโร" มีความหมายว่า ผู้มีปัญญาอันเฉียบแหลม

     หลังจากอุปสมบทก็ได้รับมอบหมายให้ดำรงตำแหน่งเลขานุการเจ้าอาวาสวัดสระเกศราชวรมหาวิหาร ดูแลงานปกครอง ดูแลด้านการเงิน ในขณะเดียวกันยังเป็นครูสอนพระปริยัติธรรม สำนักเรียนวัดสระเกศ เป็นกรรมการตรวจนักธรรมสนามหลวง และกรรมการตรวจบาลีสนามหลวง

     เมื่อสมเด็จพระพุฒาจารย์ (เกี่ยว อุปเสโณ) มรณภาพเมื่อวันที่ ๑๐ สิงหาคม พ.ศ. ๒๕๕๖ พระพรหมดิลก (เอื้อน หาสธมฺโม) เจ้าคณะกรุงเทพมหานคร จึงแต่งตั้งพระพรหมสุธีเป็นผู้รักษาการเจ้าอาวาสวัดสระเกศ และได้รับพระบัญชาแต่งตั้งเป็นเจ้าอาวาสวัดสระเกศในวันที่ ๒๒ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๖

     ต่อมาในวันที่ ๑๕ มกราคม พ.ศ. ๒๕๕๘ สมเด็จพระมหารัชมังคลาจารย์ (ช่วง วรปุญฺโญ) ผู้ปฏิบัติหน้าที่สมเด็จพระสังฆราช มีพระบัญชาให้พระพรหมสุธีออกจากตำแหน่งกรรมการมหาเถรสมาคม เพราะสำนักงานการตรวจเงินแผ่นดินตรวจสอบพบว่า พระพรหมสุธีมีพฤติกรรมส่อทุจริตต่องบประมาณแผ่นดิน จำนวน ๖๗ ล้านบาท ที่รัฐบาลอนุมัติเป็นค่าใช้จ่ายในพิธีพระราชทานเพลิงศพสมเด็จพระพุฒาจารย์ (เกี่ยว อุปเสโณ) จึงปลดพระพรหมสุธี เพื่อไม่ให้เกิดผลกระทบต่อภาพลักษณ์ของมหาเถรสมาคมและคณะสงฆ์โดยรวม รวมถึงไม่ให้เป็นที่เคลือบแคลงสงสัยของสังคมต่อไป และในวันเดียวกันพระพรหมดิลก (เอื้อน หาสธมฺโม) เจ้าคณะกรุงเทพมหานคร ได้ลงนามสั่งพระพรหมสุธีพักการปฏิบัติหน้าที่ตำแหน่งเจ้าอาวาสสระเกศ และให้พระพรหมสิทธิ (ธงชัย สุขญาโณ) รักษาการแทน ต่อมาในวันที่ ๑๖ มกราคม สมเด็จพระพุฒาจารย์ (สนิท ชวนปญฺโญ) เจ้าคณะใหญ่หนตะวันออก ได้สั่งให้พระพรหมสุธีพักการปฏิบัติหน้าที่เจ้าคณะภาค ๑๒ โดยให้พระเทพรัตนมุนี (สุรชัย สุรชโย) รองเจ้าคณะภาค๑๒ เป็นรักษาการเจ้าคณะภาค ๑๒ แทน

ด้านการศึกษา

     ได้สนับสนุนและส่งเสริมการศึกษาพระปริยัติธรรม โดยเป็นครูสอนพระปริยัติธรรมสำนักเรียนวัดสระเกศ เป็นเลขานุการประจำสำนักเรียน ทั้งแผนกธรรมและบาลี เป็นกรรมการตรวจประโยคนักธรรมสนามหลวง กรรมการตรวจประโยคบาลีสนามหลวง อีกทั้งได้จัดตั้งวิทยุชุมชน เพื่อให้พระภิกษุได้บรรยายและแสดงธรรมเป็นประจำ นอกจากนี้ ได้จัดให้พระภิกษุไปสอนศีลธรรมตามโรงเรียนและจัดพระภิกษุผู้ทรงคุณวุฒิไปแสดงปาฐกถาธรรม ให้การฝึกอบรมตามสถานศึกษาและองค์กรต่าง ๆ ด้านการศึกษาสงเคราะห์ ได้มอบทุนการศึกษาแก่พระภิกษุสามเณรที่สอบนักธรรมและบาลีของสำนักเรียนวัดสระเกศ และวัดโสธรวราราม อีกทั้งมอบทุนการศึกษาแก่พระภิกษุเพื่อศึกษาต่อในระดับปริญญาโท และแจกทุนการศึกษาให้แก่เยาวชนและเด็กนักเรียนอีกด้วย นอกจากนี้ เมื่อ พ.ศ. ๒๕๔๕ ได้บริจาคปัจจัยเป็นทุนอาหารกลางวันแก่นักเรียนโรงเรียนบ้านสามเรือน อำเภอบางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ตลอดทั้งปี และจัดซื้อเครื่องคอมพิวเตอร์พร้อมอุปกรณ์ครบชุดให้อีกในปีถัดมา ต่อมา พ.ศ. ๒๕๔๗ ได้จัดซื้อเครื่องคอมพิวเตอร์พร้อมอุปกรณ์ครบชุดให้แก่โรงเรียนบาลีอบรมศึกษามหาวิทยาลัยมหาจุฬาลงกรณราชวิทยาลัย วัดสระเกศ ราชวรมหาวิหาร

ด้านการสาธารณูปการ

      ได้รับมอบหมายจากเจ้าอาวาสวัดสระเกศ ราชวรมหาวิหาร ให้ดำเนินการก่อสร้างศาลารับรองและกุฏิ รวมทั้งบูรณปฏิสังขรณ์โรงเรียนพระปริยัติธรรม ตึกสมเด็จญาโณทยมหาเถระ (พ.ศ. ๒๕๐๑) และเป็นประธานดำเนินการปฏิสังขรณ์พระอุโบสถและหอไตร วัดสระเกศ ราชวรมหาวิหาร

ด้านการสาธารณสงเคราะห์

     ได้ให้ความช่วยเหลือผู้ประสบภัยทางธรรมชาติตามโอกาสอันควรตลอดมา อาทิ ได้มอบเครื่องนุ่งห่ม ให้แก่ประชาชนในถิ่นทุรกันดารในเขตปกครองหนตะวันออก และมอบปัจจัย อัฐบริขารที่จำเป็นให้แก่พระภิกษุสามเณรที่ประสบอุทกภัยในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ รวมทั้งได้มอบเงินช่วยเหลือผู้ประสบธรณีพิบัติภัย (สึนามิ) ผ่านสำนักนายกรัฐมนตรีและสำนักงานพระพุทธศาสนาแห่งชาติ ในนามวัดโสธรวราราม วรวิหาร อีกทั้งได้รับมอบหมายจากกรรมการมหาเถรสมาคมเดินทางไปตรวจเยี่ยมเพื่อเป็นขวัญ และกำลังใจแก่พระภิกษุสามเณรในสามจังหวัดชายแดนภาคใต้ นอกจากนี้ ได้ให้จัดพิมพ์ปฏิทิน พุทธศักราช ๒๕๔๙ ที่ระลึกพระพุทธโสธรเพื่อแจกจ่ายแก่พุทธศาสนิกชนและวัดต่าง ๆ ทั่วประเทศ

ด้านการเผยแผ่พระพุทธศาสนา

     ได้ให้จัดพิมพ์หนังสือธรรมะเพื่อแจกจ่ายให้แก่พุทธศาสนิกชนที่เดินทางไปกราบไหว้นมัสการพระพุทธโสธร รวมทั้งได้ให้การสนับสนุนและส่งเสริมการใช้สื่อทุกประเภทเพื่อเผยแผ่พระพุทธศาสนา และจัดกิจกรรมตามวัดต่าง ๆ ในเขตปกครองภาค ๑๒ อาทิ แสดงพระธรรมเทศนาทุกวันธรรมสวนะ และวันสำคัญทางพระพุทธศาสนา ทำบุญตักบาตร ปฏิบัติธรรม ลดละเลิกอบายมุขถวายเป็นพุทธบูชาอย่างต่อเนื่อง