ฮิว บอนเนวิลล์ล์ เป็นหนึ่งในสมาชิกของโรงละครเยาวชนแห่งชาติ เขาศึกษาด้านศาสนศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยในเมืองเคมบริจ และมีผลงานแสดงอย่างจริงจังครั้งแรกที่ละครรีเจนต์พาร์กเมื่อปี ค.ศ. 1986 ด้วยการเล่นดนตรีฉิ่งในเรื่อง A Midsummer Night’s Dream และเป็นตัวแสดงแทนของราล์ฟ ฟีนส์ ในบทไลแซนเดอร์ หลังจากนั้นเขามีผลงานแสดงร่วมกับโรงละครแห่งชาติอีกหลายฤดูกาล โดยเขาได้แสดงในเรื่อง School For Wives เป็นต้น เขายังได้รับบทเป็นชาลส์ เซอร์เฟส ในเรื่อง The School for Scandal และรับบทแสดงนำในเรื่อง The Devil's Disciple เขาร่วมงานกับบริษัท รอยัลเชกสเปียร์ เมื่อปี ค.ศ. 1991 โดยแสดงในเรื่อง Two Gentlemen of Verona, The Alchemist, Tis Pity She's a Whore, The Virtuso และ Amphibians เขายังรับบท ลีเอเทส ในการแสดงของเค็นเน็ธ บรานอห์ เรื่อง Hamlet การแสดงของเขาที่ RSC ทำให้เขาได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัล The Ian Charleson Award

เมื่อไม่กี่ปีนี้บอนเนวิลล์เป็นที่คุ้นหน้าของผู้ชมทางโทรทัศน์จากการรับบทแสดงในเรื่อง The Cazalets, Take a Girl Like You, Armadillo, Daniel Deronda และ The Commander เขาเคยได้รับรางวัลเอ็มมีจากเรื่อง The Gathering Storm และรับบทเป็นนักกวี ฟิลลิป ลาร์คิน ในเรื่อง Love Again ผลงานเรื่องอื่นที่มีชื่อเสียงของเขามีตั้งแต่ผลงานละครตลกอย่างเรื่อง The Robinsons ไปจนถึงผลงานแนวดรามาอย่างเรื่อง Diary of a Nobody เป็นต้น ภาพยนตร์เรื่อง Twenty Twelve เขาได้รับรางวัลตลกอังกฤษ (ค.ศ. 2011) และรางวัลแบฟตา (ค.ศ. 2013) สาขาซิตคอมยอดเยี่ยม โดยบอนเนวิลล์ล์ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลนักแสดงตลกยอดเยี่ยม การแสดงเรื่องนี้ยังได้รับรางวัลสาขาผลงานภาพยนตร์ตลกยอดเยี่ยมที่งาน South Bank Sky Arts และ Broadcasting Press Guild Awards

ภาพยนตร์เรื่อง ดาวน์ตันแอบบีย์ ได้รับรางวัลแบฟตา 2 รางวัล, รางวัลเอ็มมี 9 รางวัล สาขานักแสดงรวมยอดเยี่ยม รวมถึงรางวัล Broadcast และรางวัลโทรทัศน์แห่งชาติอีกสองรางวัล ฮิวได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลลูกโลกทองคำและรางวัลเอ็มมี อีกสองรางวัลจากการรับบทรอเบิร์ต ในปี ค.ศ. 2013 เหล่านักแสดงได้รับรางวัลนักแสดงรวมยอดเยี่ยมที่งาน Screen Actors Guild Awards

บอนเนวิลล์แสดงภาพยนตร์ครั้งแรกในเรื่อง Mary Shelley’s Frankenstein เมื่อปี ค.ศ. 1994 กำกับโดยเค็นเน็ธ บรานอห์ ตั้งแต่นั้นมาเขามีผลงานการแสดงมากกว่า 12 เรื่อง เช่น รักบานฉ่ำที่น็อตติ้งฮิลล์ และ 007 พยัคฆ์ร้ายไม่มีวันตาย เป็นต้น ในปี ค.ศ. 2002 บอนเนวิลล์ได้รับรางวัล New Talent Award ที่งาน Berlin Film Festival และเข้าชิงรางวัลนักแสดงสมทบชายยอดเยี่ยมจากการแสดงบทจอห์น เบย์ลีย์ ช่วงวัยเด็กในเรื่อง Iris

ในปี ค.ศ. 2008 เขาได้รับรางวัลนักแสดงนำชายยอดเยี่ยมในงานเทศกาลภาพยนตร์มอนเตคาร์โล จากการแสดงในเรื่อง French Film ซึ่งเพิ่งจะมีการรีเมคเป็นภาพยนตร์ฟอร์มยักษ์ เรื่อง แพดดิงตัน คุณหมี หนีป่ามาป่วนเมือง ละครชุดสำหรับเด็กสุดคลาสสิกของบีบีซี และหนังสือที่ได้รับความนิยมมากของไมเคิล บอนด์ ร่วมงานกับผู้อำนวยการสร้างเดวิด เฮย์แมน และผู้กำกับ พอล คิง ช่วงกลางปี 90 บอนเนวิลล์ได้ร่วมสร้างเรื่อง Beautiful Thing ที่โรงละคร Duke of York’s Theatre และเขียนเรื่อง Half Time ร่วมกับคริสโตเฟอร์ ลุสคอมบ์ โดยเขาทำหน้าที่กำกับด้วย

ในการร่วมงานกับภาพยนตร์บีบีซี บอนเนวิลล์ได้พัฒนาภาพยนตร์เรื่องแรกในฐานะผู้อำนวยการสร้าง จากบทภาพยนตร์ของแอชลิน ดิตต้า โดยสร้างขึ้นจากเรื่อง Me: The Authorised Biography อัตชีวประวัติของนักข่าวที่ชื่อไบรอน โรเจอส์ มีกำหนดฉายภาพยนตร์ในเดือนกันยายน ค.ศ. 2014