Fill d’un comandant de cavalleria, estudià dret i filosofia i lletres a la Universitat Central de Madrid, on fou alumne de M. Menéndez y Pelayo. El 1896 es doctorà en dret amb una tesi titulada Teoría y concepto del derecho i en filosofia amb una tesi sobre Luis Vives y sus tres libros “De anima et vita”. Fou professor de l’Escuela de Estudios Superiores del Ateneo Científico, Literario y Artístico de Madrid, institució de la qual esdevingué secretari general, i el 1903 guanyà la càtedra de dret mercantil de la Universitat de València, si bé el 1905 tornà de nou a Madrid com a catedràtic d’història de la filosofia a la universitat. Aquest mateix any promogué la publicació d’una revista especialitzada, Archivo de Historia de la Filosofía, de la qual només aparegueren dos números, i poc després publicà els dos primers volums d’una inacabada Historia de la Filosofía Española, el primer, Desde los tiempos primitivos hasta el siglo XII (1908), i el segon, Siglos VIII-XII: judíos (1911). També dirigí la Revista Crítica Hispanoamericana.
Home d’ideologia liberal, fou deixeble de Menéndez y Pelayo i el principal impulsor de l’edició de les seves obres completes (1911). Precisament, la relació amb aquest historiador i l’apropiació que feren de la figura de Bonilla els deixebles més conservadors de Menéndez y Pelayo, l’han fet aparèixer de vegades com a representant també d’aquest sector reaccionari, tot i que en realitat mantenia una posició radicalment contrària, molt més oberta i liberal, com testimonia el seu interès pels erasmistes i, en particular, per Lluís Vives. A aquest humanista dedicà un lúcid estudi, Luis Vives y la filosofía del Renacimiento (1903), premiat per la Real Academia de Ciencias Morales y Políticas i que ha esdevingut bàsic. Traduí de l’anglès la Historia de la literatura española, desde los orígenes hasta el año 1900, de James Fitzmaurice-Kelly (1901); publicà una Antología de poetas de los siglos XIII al XV (1917), i estigué a càrrec de l’edició de les obres de Cervantes i d’altres clàssics castellans.
Escriptor prolífic, la seva obra abraça una àmplia diversitat de camps, des del dret mercantil i internacional fins a la filosofia, la psicologia i la novel·la de cavalleries. Com a historiador, publicà diversos estudis jurídics sobre els orígens del feudalisme, els concilis de Toledo i, sobretot, estudis d’història de la literatura i la filosofia. El 1911 ingressà a la Real Academia de la Historia, amb un discurs sobre Fernando de Córdoba y los orígenes del Renacimiento en España, que fou contestat per Menéndez y Pelayo, director de la institució. Participà en el I Congrés Internacional de la Llengua Catalana, celebrat a Barcelona el 1906, amb un estudi titulat Tirant lo Blanc. Fou degà de la Facultat de Filosofia i Lletres de la Universitat de Madrid.
Altres obres seves són: Concepto y teoría del Derecho (Estudio de Metafísica jurídica) (1897), Los Gobiernos de partido (1898), Estudios jurídicos: Gérmenes del feudalismo en España (1898), De la naturaleza y significación de los Concilios Toledanos (1898), Derecho Mercantil de España y de las principales naciones de Europa y América (1903), Libros de caballerías (1907), Marcelino Menéndez y Pelayo (1856-1912) (1914), Tratado del Derecho Mercantil español comparado con el extranjero (1915-16), La crisis de la soberanía nacional y el fantasma de la representación parlamentaria (1916), i Un antiaristotélico del Renacimiento: Hernando Alonso de Herrera y su “Breve disputa de ocho levadas contra Aristotil y sus secuaces” (1921). El 1929 es publicaren les seves Obras filosóficas, en tres volums.
- GALVARRIATO, J.A.: La obra de Adolfo Bonilla y San Martín, Madrid 1918. PUYOL, J.: Adolfo Bonilla y San Martín (1875-1926), su vida y sus obras, Madrid 1927.