Бертран Бонелло родился 11 сентября 1968 в Ницце. Получив классическое музыкальное образование, Бонелло играл в рок-группе. Писал музыку для короткометражных фильмов и рекламных роликов.
С 1991 года живёт между Парижем и Монреалем.
В 1996 году Бонелло снял свой первый короткометражный фильм, а в 1998 году - первый полнометражный фильм «Что-то органическое» .Известность Бонелло принесла поставленная им в 2001 году драма «Порнограф» , получившей приз ФИПРЕССИ на Каннском кинофестивале.
В 2003 году режиссёр снял картину «Тирезия» , ставшая номинантом на «Золотую пальмовую ветвь» Каннского кинофестиваля.Драма Бертрана Бонелло «Дом терпимости» «Аполлонида» , что рассказывает о парижском публичном доме, который доживает последние дни, стала номинантом на «Золотую пальмовую ветвь» Каннского кинофестиваля в 2011 году.
В 2014 году режиссёр представил на кинофестивале в Каннах свою новую ленту «Сен-Лоран. Стиль — это я» . Биографический фильм о жизни и творчестве знаменитого кутюрье Ива Сен-Лорана, главную роль исполнил Гаспар Ульель. Фильм был выбран, чтобы представлять Францию на премию Оскар за лучший фильм на иностранном языке в 2015 году. Лента удостоилась 10 номинаций на премию Сезар в 2015 году, включая номинации «Лучший фильм» и «Лучший режиссёр» .Бертран Бонелло преподает в одной из самых престижных киношкол Франции - «La Femis» .