Fille de l'acteur Bernard Granville(en) (1886-1936), Bonita Granville apparaît dans des films américains à partir de 1932, à l'âge de neuf ans, puis régulièrement jusqu'en 1950, année où elle met un terme quasi-définitif à sa carrière au cinéma, si l'on excepte sa participation à un film de 1956 et un petit rôle non crédité dans un dernier film de 1981 (ces deux réalisations portant le même titre français : Le Justicier solitaire - voir filmographie ci-après -).
À la télévision, de 1951 à 1965, elle joue dans des séries, notamment Lassie. Mariée en 1947 au producteur Jack Wrather, elle sera aussi productrice de quelques épisodes de cette série, ainsi que de plusieurs films ou téléfilms également consacrés à la célèbre chienne, entre 1963 et 1978.
