Er besuchte das Friedrich-Werdersche und das Grunewald-Gymnasium in Berlin und studierte Theologie in Tübingen, Rom und Berlin. Nach Vikariat in Barcelona und einem Studienjahr in New York war er u. a. 1931 Studentenpfarrer an der TU Berlin (Charlottenburg) und Privatdozent an der Friedrich-Wilhelms-Universität (heute Humboldt-Universität). Im selben Jahr begann er mit Unterricht für Konfirmanden an der Zionskirche. B. stand von Beginn an in Opposition zum NS-Regime und leitete 1935 das Predigerseminar der Bekennenden Kirche in Zingst, seit Juni 1935 in Finkenwalde/Pommern. 1936 entzog man ihm die Lehrerlaubnis an der Universität. 1940 traf B. Rede- und Publikationsverbot. Als Vertreter deutscher Widerstandskreise bemühte er sich um Kontakt zu den Alliierten. Am 5. 4. 1943 wurde B. unter der Anschuldigung der Wehrkraftzersetzung verhaftet und bis Oktober 1944 im Militärgefängnis Berlin-Tegel inhaftiert. Nach dem mißglückten Attentat vom 20. Juli 1944 wurde er zunächst nach Buchenwald und am 8. 4. 1945 nach Flossenbürg verbracht, wo er in der folgenden Nacht gehängt wurde. Eine Gedenktafel und ein Denkmal an der Zionskirche erinnern an B. Das Bonhoefferufer (Charlottenburg) ist ebenso nach dem Theologen benannt wie das Bonhoefferhaus in Charlottenburg und das Dietrich-Bonhoeffer-Haus in der Ziegelstraße, in dessen Foyer sich eine weitere Gedenktafel befindet. Auf dem Friedhof der Dorotheenstädtischen und der Friedrichswerderschen Gemeinden befindet sich ein Gedenkstein für B. und andere in den letzten Kriegswochen ermordete Widerstandskämpfer gegen das NS-Regime.