Bertrand Bonello partage sa vie entre Paris et Montréal au Canada avec sa compagne chef opératrice Josée Deshaies originaire de ce pays. Musicien de formation classique, il accompagne de nombreux artistes comme Françoise Hardy, Elliot Murphy, Gérald de Palmas ou Daniel Darc. Il décide de se consacrer davantage au cinéma, auquel il s’est déjà essayé avec trois courts-métrages et deux documentaires, dont Qui je suis (1996), d’après Pier Paolo Pasolini.
Son premier long métrage, Quelque chose d'organique (1998), présenté au festival de Berlin dans la section Panorama, le place d’emblée dans la nouvelle génération des cinéastes cherchant à démêler l’écheveau de la relation charnelle et mentale.
Son second long-métrage Le Pornographe, avec Jean-Pierre Léaud, est présenté à la Semaine Internationale de la Critique au festival de Cannes 2001 et obtient le prestigieux prix de la FIPRESCI. Ce film évoque les relations père/fils, le métier de cinéaste et l’engagement politique. Bertrand Bonello impose son univers singulier avec Tiresia en compétition officielle au Cannes en 2003.
En 2005, il présente, en sélection officielle à Cannes, le court-métrage, Cindy, The Doll is mine, Asia Argento y interprète un personnage inspiré de la photographe américaine Cindy Sherman. Par ailleurs, il continue la musique, son album My new Picture sort en juin 2007. Il en tirera un film éponyme, présenté au festival de Locarno. En 2008, sort De la guerre, fiction dans laquelle l’autobiographie est mêlée à une fiction très libre, présentée à la Quinzaine des réalisateurs la même année.
En 2010, il présente son court-métrage Where the boys are à Locarno.
En 2011 sort le film L'Apollonide : Souvenirs de la maison close. Une fiction osée sur une maison close, avec une distribution prestigieuse pour un budget limité, acclamée par la presse, en compétition officielle au Festival de Cannes 2011.
En 2012, il préside le jury de la semaine de la critique.
2014 sera l'année phare du cinéaste. Après le succès de L'Apollonide, Bonello est chargé par les frères producteurs Éric et Nicolas Altmayer de réaliser le film biographique sur le célèbre couturier Yves Saint Laurent. Saint Laurent sort en 2014, avec Gaspard Ulliel dans le rôle titre. Bertrand Bonello a voulu montrer ce que {{citation}}, entre création, dépression et déboires de la vie personnelle. Le film est sélectionné au Festival de Cannes. Le film est le meilleur résultat de Bonello au box-office avec 350 000 entrées, en sachant qu'il fut distancé par le biopic concurrent de Jalil Lespert, Yves Saint Laurent. Le film est sélectionné pour représenter la France à l'Oscar du meilleur film en langue étrangère aux Oscars en 2015 mais n'est pas nommé. Néanmoins le film totalise 10 nominations aux César 2015 dont celui du meilleur film et meilleur réalisateur.
Bertrand Bonello ne laisse pas tomber sa grande passion pour la musique, il sort en 2014 son troisième album, Accidents (Nuun Records), album quasi-instrumental entre le classique et les synthétiseurs. Il organise également une exposition au Centre Beaubourg. Et un livre fut édité, Films Fantômes, sur ses projets inaboutis. Et pour achever l'année, il est membre du jury du festival de cinéma de Marrakech.
Son film suivant sera Paris est une fête, un film avec des acteurs non-professionnels sur la jeunesse à la dérive.