Paolo Bonanni si è laureato in Medicina e Chirurgia presso l’Università degli Studi di Genova il 24 luglio 1985, riportando voti 110/110 e lode.
Ha conseguito il Diploma di Specializzazione in Igiene e Medicina Preventiva, orientamento Sanità Pubblica, nel 1989 con voti 50/50 e lode, e con orientamento di Laboratorio nel 1992, con voti 50/50 e lode.
Dal 1/11/1992 al 31/10/2000 ha ricoperto il ruolo di Professore Associato di Metodologia Epidemiologica e Igiene presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell'Università di Firenze.
Dal 1/11/2000, è stato chiamato dalla Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università di Firenze a ricoprire il ruolo di Professore Straordinario di Igiene. Attualmente è Professore Ordinario di Igiene presso la stessa Facoltà.
L'attività scientifica di Paolo Bonanni ha riguardato principalmente studi sull'epidemiologia e la prevenzione delle malattie infettive (inclusa la sperimentazione e la caratterizzazione della riposta immune a nuovi vaccini), con particolare riferimento alle epatiti virali, al morbillo, all'influenza, alla rosolia, alla pertosse, alla difterite, alla varicella e. più recentemente, all’infezione da HPV. Ha svolto indagini sulla ricaduta dei programmi di educazione sanitaria e studi sull'efficacia di nuovi disinfettanti. Egli si è inoltre dedicato alla messa a punto e al confronto di metodiche immunoenzimatiche, radioimmunologiche e di biologia molecolare finalizzate all’epidemiologia delle malattie trasmissibili, particolarmente nel campo delle epatiti virali, delle infezioni in gravidanza, delle malattie a trasmissione sessuale, della sindrome da immunodeficienza acquisita, delle infezioni ospedaliere, studiando anche le loro possibili applicazioni nel campo della Sanità Pubblica.
Tali attività sono documentate da circa 200 pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali e nazionali e contributi personali a numerosi Congressi internazionali e nazionali.

Dal 1992 Paolo Bonanni è membro permanente (‘standing advisor’) del Viral Hepatitis Prevention Board, un comitato internazionale di esperti nel campo delle epatiti virali (di cui fanno parte, tra gli altri, docenti di svariate Università europee, dirigenti dei Ministeri della Sanità nazionali, responsabili dei programmi di vaccinazione dell'O.M.S. e responsabili del settore epatite dei C.D.C. di Atlanta) che promuove ricerche epidemiologiche sulle epatiti virali e l'applicazione di misure preventive nei gruppi a rischio e nella popolazione generale.
Dal 1997 è stato responsabile del programma di sorveglianza delle infezioni invasive da H.influenzae attuato attraverso il coinvolgimento di 30 laboratori di microbiologia della regione Toscana.
Paolo Bonanni ha svolto numerose relazioni su invito a Congressi o Simposi internazionali e nazionali aventi come oggetto l'epidemiologia e la prevenzione di infezioni virali e batteriche.
E’ "referee" di articoli scientifici per le riviste internazionali 'Vaccine', ‘European Journal of Epidemiology’, ‘Journal of Epidemiology and Community Health’ e ‘Pediatric Infectious Disease Journal’.
Paolo Bonanni è stato inoltre inserito ufficialmente in numerosi Programmi di ricerca promossi dal Consiglio Nazionale delle Ricerche, progetto finalizzato Malattie da Infezione 1982-1987 (Responsabile Prof. P. Crovari); progetto finalizzato Biotecnologie e Biostrumentazione, sottoprogetto biodiagnostici e vaccini innovativi (Responsabile Prof. P. Crovari); dal Ministero della Pubblica Istruzione, progetto 60%: Epatite virali, epidemiologia e  programmi di vaccinazione (Responsabile Prof. P.Crovari); progetto 40%: Epatite virale, AIDS e infezioni  virali trasmesse con il sangue e sessualmente (Responsabile Prof. P.Crovari); Ministero della Sanità - Istituto Superiore di Sanità, progetto AIDS, sottoprogetto diagnostica (Responsabile Prof. P. Cuneo); Istituto Superiore di Sanità, Primo progetto ISTISAN Epatite virale 'Eziopatogenesi e diagnosi' 1995-97 "Caratterizzazione geografica dei sottotipi del  virus dell'epatite C in popolazioni a diverso rischio di infezione mediante tecniche di genotipizzazione e sierotipizzazione (Responsabile Prof. P. Crovari)
Dal 1994 è titolare di fondi di Ricerca Scientifica di Ateneo presso l'Università di Firenze (ex quota 60% MURST) per i progetti "Monitoraggio epidemiolgico delle infezioni da virus epatitici e da retrovirus ed applicazione di misure per la loro prevenzione", e "Impatto di programmi vaccinali indirizzati alla popolazione generale e a gruppi a rischio sull'epidemiologia di infezioni virali e batteriche".
E’ stato Responsabile Scientifico di Unità di Ricerca del progetto di ricerca intitolato 'Valutazione economica della vaccinazione anti-pertosse acellulare a diversi livelli di copertura immunitaria', nell'ambito del Programma di ricerca scientifica di rilevante interesse nazionale cofinanziato dal Ministero dell'Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica intitolato 'Modelli di analisi economica di interventi vaccinali previsti dal Piano Sanitario Nazionale 1998-2000'.
E’ stato Responsabile Scientifico di Unità di Ricerca di un progetto cofinanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR) dal titolo ‘Sorveglianza epidemiologica del morbillo in rapporto alla copertura immunitaria nel passaggio dalla fase di controllo a quella di eliminazione dell'infezione’ nell’ambito del Programma di Ricerca di rilevante interesse nazionale “Sorveglianza epidemiologica delle malattie prevenibili con le vaccinazioni in rapporto alle coperture vaccinali” coordinato dal Prof. Pietro Crovari (Università di Genova) nel biennio 2003-2005.
E’ stato Coordinatore Nazionale e Responsabile Scientifico di Unità di Ricerca del progetto cofinanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR) dal titolo ‘Epidemiologia, Sorveglianza e Nuove Prospettive di Prevenzione di Morbillo, Rosolia e Parotite’ nel biennio 2005-2007.
E’ stato responsabile di Unità di Ricerca in 3 Progetti finanziati dal’Unione Europea denominati ANTRES (antibiotic resistance in Latin America), EURO-HEPNET (feasibility of a EU network for surveillance of vaccine-preventable hepatitis) e VACSATC (vaccine safety, attitudes and training).

Paolo Bonanni è stato per 11 anni (1997-2008) rappresentante italiano della Federazione Nazionale degli Ordini dei Medici Chirurghi e Odontoiatri (F.N.O.M.C.e O.) presso la Sezione di Sanità Pubblica dell'Unione Europea dei Medici Specialisti (U.E.M.S) con sede a Bruxelles (Belgio).

E’ iscritto alla Società Italiana di Igiene, Medicina Preventiva e Sanità Pubblica (SitI), in cui è membro della Giunta del Collegio dei Docenti Universitari per il biennio 2007-2008, e alla Società Italiana di Medicina dei Viaggi e delle Migrazioni, all’interno della quale ricopre la funzione di membro del Comitato Scientifico.

E’ stato Direttore di 8 edizioni del Corso di Perfezionamento ‘Vaccini e Strategie di Vaccinazione’, istituito dall’Università di Firenze a partire dal 2001, e frequentato ad oggi da oltre 400 specialisti in igiene e in pediatria.

Con D.M. del 20/2/2007 Paolo Bonanni è stato nominato componente della Commissione Nazionale per le Vaccinazioni, operante presso il Ministero della Salute, Direzione Generale della Prevenzione Sanitaria.

Paolo Bonanni è attualmente Presidente del Corso di Laurea in Infermieristica dell’Università di Firenze.