Quando era muito pequeno costumava a batucar em caixotes e latas de café quando tinha apenas 5 anos, imitando os movimentos dos seus ídolos Gene Krupa e Buddy Rich (Vale lembrar que Bonham era um baterista autodidata). Aos quinze anos recebeu a sua primeira bateria a sério: uma Premier. Quando ele deixou a escola, para ajudar seu pai em uma empresa de construção. Seus pais sempre o apoiaram, outra pessoa que apoiou suas ambiçoes foi sua mulher, com quem ele tinha se casado com apenas 17 anos
Em 1964 juntou-se à sua primeira banda, Terry Webb and The Spiders. Tocou depois para bandas como os The Blue Star Trio e The Senators, que editaram um single com algum sucesso chamado “She’s a mod”. Bonham gostou destas experiências, e decidiu fazer da música a sua vida. Tocou com os The Way of Life, mas devido à inactividade desta banda passou para os Crawling King Snakes, cujo vocalista era Robert Plant. Durante este período, Bonham adquiriu a reputação de ser o baterista mais barulhento de Inglaterra, sendo muitas vezes convidado a parar de tocar, devido à sua tendência para partir as baterias.
Quando Jimmy Page pensou em formar os Led Zeppelin, convidou Robert Plant, que lhe sugeriu Bonham para a bateria, que assim passou à frente de B.J.Wilson dos Procol Harum e de Ginger Baker que viria a fazer parte do Cream, que, segundo se falava, pertenciam à lista de Page.
Bonham usava as baquetas mais pesadas e mais compridas disponíveis, a que ele chamava “árvores”. O seu estilo pesado inicial era bem demonstrado em “Immigrant song”, “When the levee breaks” e “The ocean”. Embora não fosse considerado tão solto como Keith Moon, nem tão respeitado pela crítica como Ginger Baker, a sua potência por detrás da bateria influenciou praticamente todos os bateristas do hard rock e do heavy metal. Os seus solos de bateria, primeiro em “Pat’s delight” e depois em “Moby Dick”, duravam normalmente pelo menos meia-hora; Bonham usava inclusivamente as mãos, obtendo assim um som diferenciado.
Em 1974 entrou no filme “The son of Dracula” tocando bateria. Muitos dos fãs do Led Zeppelin consideram que a sua atuação no filme The song remains the same do Zeppelin, terá sido a melhor de todos os membros do grupo.
O símbolo de Bonham (Três Círculos) tem diferentes interpretações: Homem-Mulher-Criança ou ele o copiou do logo da cerveja Ballantine.
No dia 12 de setembro de 2007, Jimmy Page, Robert Plant e John Paul Jones se reuniram em Londres e anunciaram seu retorno aos palcos em uma única apresentação para vinte mil pessoas em um show em homenagem à Ahmet Ertegun (falecido em 2006), fundador da gravadora do Led Zeppelin, a Atlantic Records, a renda da apresentação será destinada a uma instituição que concede bolsas educacionais.
Bonham não gostava de se ausentar de casa e da família por longos períodos de tempo; Isto levou-o ao uso abusivo do álcool para controlar os seus nervos. Em 24 de Setembro de 1980, na viagem do hotel para o estúdio onde a banda ensaiava para a sua digressão pelos EUA, Bonham bebeu cerca de quarenta doses de vodka.
Quando terminou o ensaio foram para a casa de Jimmy Page em Windsor. Depois da meia noite, Bonham adormeceu e foi levado para a cama. Benji LeFevre encontrou o corpo de Bonham na manhã seguinte. Apesar do alarido feito pela imprensa sensacionalista, a autópsia não revelou a presença de drogas no seu corpo. Foi diagnosticado de que Bonham morreu asfixiado pelo próprio vômito, da mesma forma que o histórico guitarrista Jimi Hendrix
Depressa surgiram rumores de vários nomes para substituir Bonham, o que nunca se concretizou. A sua influência no som da banda era insubstituível.