Cet ancien élève de Robert Hossein débute sa carrière au cinéma à l'âge de 25 ans en faisant de nombreuses apparitions chez de grands réalisateurs. On le voit ainsi jouer dans Le Locataire (1976) de Roman Polanski, Si c'était à refaire (1976) de Claude Lelouch, Coup de tête (1978) de Jean-Jacques Annaud et Judith Therpauve (1978) de Patrice Chéreau. En 1981, il interprète l'inspecteur Farges lancé aux trousses de Jean-Paul Belmondo dans Le Professionnel. Mais c'est surtout l'année d'après qu'il connaît la consécration en incarnant le "vrai" Martin Guerre aux côtés de Gérard Depardieu dans le film de Daniel Vigne. Son visage dur, son regard droit et franc et ses traits tirés le cantonneront souvent dans des rôles de brutes épaisses et de bads guys. Dans les années 80, il marque de sa présence charismatique quelques thrillers comme le très violent Rue barbare (1983) - sa composition d'un criminel dangereux lui vaudra une nomination au César du Meilleur acteur dans un second rôle - L'Indic (id.), Urgence (1984) - où il fait face à Richard Berry en malfrat néo-nazi - Les Loups entre eux (1985) de José Giovanni ou encore L'Homme qui voulait savoir (1989) - film pour lequel il remporte le Prix d'interprétation aux Festivals de Madrid et de Porto.

Les fresques sont également un genre dans lequel Bernard-Pierre Donnadieu excelle. Pour preuves, ses prestations dans la moyenâgeuse Passion Béatrice (1987) de Bertrand Tavernier, le polaire Agaguk (1993) de Jacques Dorfmann, Justinien Trouvé, ou le bâtard de Dieu (id.) - l'unique réalisation du producteur Christian Fechner - Vercingétorix : la légende du druide roi (2001) ou encore Antonio Vivaldi, un prince à Venise (2007). Très actif à la télévision, il tourne à plusieurs reprises sous la direction d'Yves Boisset : L'Affaire Dreyfus (1995), Le Pantalon (1997), qui a pour décor les tranchées de la Première Guerre mondiale, le thriller Dormir avec le diable (2001) et L'Affaire Salengro (2009), l'une de ses dernières performances les plus inspirées. Pour les plus jeunes, il était aussi l'une des voix des films d'animation Cars (2005), Chicken Little (id.) et Bee Movie (2007). Mais certains préfèreront se souvenir de son brillant retour au cinéma dans Faubourg 36 (2008) de Christophe Barratier. Donnant la réplique à Gérard Jugnot, Clovis Cornillac et Kad Merad, il campait Galapiat, un homme d'affaires peu scrupuleux ayant pris possession du music-hall "Le Chansonia".