Il a commencé sa carrière en 1988 comme assistant réalisateur dans diverses émissions de variétés sur TF1. En 1990, il rejoint la chaîne M6 et travaille sur des émissions telles que "Tous en scène" et "Le Grand Échiquier".
En 1992, Bonneau crée son propre studio de production, Laurent Bonneau Productions. Son premier grand succès télévisuel est la série "Vipere au Poing" qui est diffusée sur France 3 en 1994. Cette série a connu quatre saisons et a été vue par plus de 10 millions de téléspectateurs.
En 1998, Bonneau crée la série "Sous le Signe du Lion", une adaptation française de la série américaine "New York Police Department". La série connaît un grand succès et est diffusée sur France 2 jusqu'en 2005.
En 2003, Bonneau crée la série "PJ" pour TF1, une série policière qui raconte les enquêtes de la Brigade de recherche et d'intervention de Marseille. La série est toujours diffusée sur TF1 et a connu six saisons.
En 2007, Bonneau crée la série "Profilage" pour France 2, qui raconte les enquêtes de l'équipe du Profilage de la Brigade de répression de la criminalité financière (BRCF). La série est toujours diffusée sur France 2 et a connu cinq saisons.
En 2016, Bonneau crée la série "Le Bureau des Légendes" pour Canal+, une série d'espionnage qui raconte les enquêtes de l'équipe du service secret français chargé des affaires secrètes et des renseignements techniques. La série est toujours diffusée sur Canal+ et a connu quatre saisons.
En 2018, Bonneau crée la série "Lupin" pour Netflix, une adaptation française de la série télévisée américaine "Les Aventures de Arsène Lupin". La série est une grande réussite critique et commerciale et a été renouvelée pour une seconde saison.
En 2020, Bonneau crée la série "Mystère au Château de Meudon" pour France 2, qui raconte l'enquête de l'inspecteur Laurent Kopp sur un meurtre commis dans le château de Meudon.
Laurent Bonneau est considéré comme l'un des producteurs de télévision les plus prolifiques en France. Il a également reçu plusieurs récompenses pour sa carrière, notamment un César du meilleur scénario original ou adaptation 2014 pour la série "Profilage".