Diretto da Kenneth Branagh ha dato il massimo a teatro e al cinema (anche se solo in piccoli ruoli), dove però è ancora considerato quasi un esordiente, nonostante gli anni di profumata carriera. Gli ci voleva la storia d'amore intrecciata con la scrittrice Iris Murdoch (interpretata da Kate Winslet) a farlo emergere come quel "little actor" un po' cicciotello, ma inglesissimo.
Dopo aver studiato alla Sherbone School, si interessa allo studio di teologia al Corpus Christi College di Cambridge, poi appassionato di recitazione, frequenta la Webber Douglas Academy of Dramatic Arts di Londra. Partecipa a numerose produzioni televisive inglesi (le serie tv Dodgem e I misteri dell'abbazia), alternandole agli spettacoli teatrali prima con il National Theatre (1987) e poi con la Royal Shakespeare Company (1991). Interpreta Laerte in un indimenticabile "Amleto" (1992-1993) per la regia di Kenneth Branagh, poi passa al ruolo di Valentino ne "I due gentiluomini di Verona" e ad altri ruoli minori ne "Peccato sia una sgualdrina" e "L'alchimista", lavorando fianco a fianco con Sam Mendes.
Debutta cinematograficamente, proprio accanto all'amico Branagh nel suo film Frankenstein di Mary Shelley (1994) con Robert De Niro, successivamente ha una piccola parte nel film di 007 Il domani non muore mai (1997) di Roger Spottiswoode. Sposato a Lulu Evans, ha da questa una figlia. È infatti già padre quando Roger Michell lo chiama per interpretare l'amico inglese di Hugh Grant che fa un lavoro che non gli piace in Notting Hill (1999). Dopo I vestiti nuovi dell'imperatore (2001), recita uno dei suoi ruoli migliori (almeno cinematograficamente), quello del marito della scrittrice Iris Murdoch in Iris - Un amore vero (2001), che lo porterà a vincere un premio speciale al Festival di Berlino come nuovo talento. Richard Eyre, regista del film, sarà così entusiasta della sua recitazione che lo imporrà anche nel cast di Stage Beauty (2004), passando poi a una pellicola visivamente più forte come Follia (2005) di David Mackenzie.
Oltre a un recente e celebrato ritorno in palcoscenico nell'opera di Ibsen "Un nemico del popolo" al Chichester Theatre, Hugh Bonneville ha girato per il cinema Paddington, Monuments Men, Paddington 2 e Il palazzo del viceré.