Morello 28 éves korában, 1956-ban csatlakozott a Dave Brubeck Quartethez, pedig akkor már, miután Marian McPartlanddel játszott, hívták a Benny Goodman és a Tommy Dorsey nagyzenekarba is. A zenekar leghíresebb számának, a Take Five-nak a születésében is szerepet játszott. Brubeck ugyanis hallotta új dobosát és szaxofonosát, Paul Desmondot öt negyedben bemelegíteni egy koncert előtt. A zongorista megkérte Desmondot, hogy írjon egy témát ebben az ütemben, amely majd jó alkalom lesz egy Morello-dobszólóra. Végül Brubeck javaslatára két Desmond-témából kovácsoltak össze egy szerzeményt, amely nem csak igazi jazz-örökzöld lett, hanem még a slágerlistákra is felkerült.
A kvartett a klasszikus felállásban (rajtuk kívül a bőgős Eugene Wrighttal) 1967-ig működött. Morello később főleg tanított és hangszeres oktatási anyagokat készített. Összesen mintegy 120 sorlemez őrzi játékát, ennek a fele a Brubeck-kvartettel készült.
Emlékére ajánljuk az alábbi felvételt, amelyen a Brubeck-kvartett egész ritmikáját és lüktetését Morello játéka határozza meg.
