Paolo Bonacelli naît à Civita Castellana, dans la région du Latium (Italie), le 28 février 1937. C’est au début des années 1960 qu’il fait ses premiers pas devant les caméras, en particulier à la télévision (le téléfilm La Maschera e la grazia d’Anton Giulio Majano aux côtés de Massimo Girotti, la mini-série I grandi camaleonti, dans laquelle il donne la réplique aux jeunes Valentina Cortese et Raffaella Carra…).

En 1965, il trouve son premier rôle au cinéma, devant la caméra d’Ettore Scola avec le film Cent millions ont disparu, face à des comédiens confirmés tels que Vittorio Gassman et Joan Collins.

Entre la fin des années 1960 et le début des années 1970, le comédien multiplie les seconds rôles dans différents films. Il faut toutefois attendre 1974 et sa prestation dans Milarepa de la réalisatrice Liliana Cavani pour le voir enfin accéder au premier plan.

Sa carrière prend alors dans un nouveau tournant. Les années qui suivent lui permettent de collaborer avec plusieurs grands cinéastes italiens tels que Mauro Bolognini (La grande bourgeoise), Roberto Rossellini (An un), Pier Paolo Pasolini (Salo ou les 120 jours de Sodome) ou encore Francesco Rosi (Cadavres exquis).

Prolifique dans son pays d’origine, Paolo Bonacelli l’est également à l’international puisqu’il tourne devant la caméra du Britannique Alan Parker (Midnight Express), du Français Georges Lautner (Le Guignolo) ou encore de l’Américain Jim Jarmusch (Night on Earth).

N'abandonnant pas la télévision, le comédien se retrouve au casting de plusieurs projets prestigieux tels que La Moglie ingenua e il marito malato de Mario Monicelli en 1989, aux côtés de Fernando Rey. Mais également la coproduction internationale autour de la vie de Charlemagne, Charlemagne, le prince à cheval par le réalisateur anglais Clive Donner en 1994.

En Italie, Paolo Bonacelli s’impose comme l’un des rares acteurs à s’être illustré devant la caméra de Dario Argento et de sa fille, Asia. Avec le maître du cinéma de genre transalpin, il tourne Le Syndrome de Stendhal (1996). Quant à sa fille, il est dirigé par elle quelques années plus tard dans le film Scarlet Diva (2000).

Toujours très actif, Paolo Bonacelli s’est illustré ces dernières années dans de gros projets internationaux, à l’image de Mission : Impossible III de J.J. Abrams (2006) ou The American du Néerlandais Anton Corbijn (2010), aux côtés de George Clooney.

Parmi ses prochains films se trouve le très attendu In the Hand of Dante de Julian Schnabel, autour de l’œuvre du poète et écrivain Dante Alighieri. Un long-métrage dans lequel le comédien italien donne la réplique, entre autres, à Gerard Butler, Oscar Isaac ou encore Martin Scorsese.