Le scarse fonti a disposizione dicono che era originario di Roma, anche se lavorò soprattutto a Napoli dal 1754 al 1788. Fu uno dei più apprezzati allievi del pittore francese Claude Joseph Vernet.

I quadri di Bonavia, basati su una rigorosa fedeltà alla pittura en plein air del suo maestro, spaziano dai paesaggi della campagna laziale-campana alle marine ispirate alle coste del golfo di Napoli, fino alle vedute antiquarie dei Campi Flegrei. Come Vernet, egli realizzò anche dei capricci, nei quali le antichità reali furono inserite in ambientazioni immaginarie. Seguendo una moda alquanto radicata tra i viaggiatori del Grand Tour, Bonavia dipinse pure alcuni quadri raffiguranti l'eruzione del Vesuvio nel dicembre 1754. Tra i suoi mecenati e clienti ci furono il conte Carlo Giuseppe di Firmian, ambasciatore cesareo a Napoli dal 1754 al 1758, il nobile inglese John Brudenell Montagu, più noto come Lord Brudenell, il conte austriaco Ernst Guido Harrach e il medico lorenese Alexandre-Louis de Laugier. Bonavia ebbe una carriera di notevole successo e venne lodato da Pietro Zani nella sua Enciclopedia metodica critico-ragionata delle belle arti (1820) come un raffinato pittore di vedute e di soggetti storici.