Canonista di nobile famiglia sanmarinese, si formò allo Studium Perusinum, dove si laureò in diritto civile e canonico l’8 aprile 1550. Nel 1556 entrò al servizio di Vitellozzo Vitelli come auditore. Il legame con quest’ultimo si rafforzò e quando il Vitelli, l’anno successivo, venne eletto cardinale il Bonelli venne nominato collaterale di Campidoglio e il 23 novembre 1558 primo collaterale e luogotenente del senatore.Infine, nel 1560 il Vitelli gli designò il vescovato di Città di Castello e il 13 luglio di wquell’anno ebbe dallo stesso la facoltà di conferire benefici. A città di Castello, tuttavia, restò pochi mesi in quanto nel 1561 venne chiamato a partecipare al concilio di Trento, dove mostrò una notevole preparazione canonistica tanto da richiamare l’attenzione di tutto il concilio, ma in particolare di Carlo Borromeo e dello stesso pontefice. Conclusa l’esperienza tridentina rientrò nella diocesi tifernate cercando di attuare immediatamente i precetti conciliari, ma trovò un contesto ostile tanto da subire una vera congiura che lo portò ad essere arrestato e rinchiuso nel convento romano di S. Agostino, dove morì il 4 aprile 1572.