Va desenvolupar la seva activitat principalment a Bolonya, a l'entorn de l'Escola Bolonyesa. Va estudiar pintura amb Giuseppe Mazzuoli, conegut com il Bastarolo. Va tractar al Guercino i a Guido Reni. Es va establir a Roma durant dos anys (en el període 1605-1610). Les seves pintures a l'església de San Paterniano di Fano semblen confirmar aquesta estada, ja que estan influïdes per l'estudi de Caravaggio i els seus seguidors romans, com ara Orazio Borgianni.
Bononi és un dels últims grans pintors de l'escola de Ferrara. Tot i respectar la tradició heretada d'artistes com Dosso Dossi o Paolo Veronese, va absorbir en gran manera les noves tendències liderades per Ludovico Carracci, barrejant-lo amb un colorit de tint venecià. La seva fase final va ser de decadència, tornant a un estil proper al manierisme tardà.