Bonnefoy studierte Mathematik und Philosophie in Tours, Poitiers und an der Sorbonne in Paris. Nach dem Zweiten Weltkrieg studierte er Kunstgeschichte und bereiste Europa und die Vereinigten Staaten. Bereits 1944 schloss er sich zunächst den Surrealisten an, was besonders sein erstes, 1946 erschienenes Werk Traité du pianiste beeinflusste. Im selben Jahr gründete er die Zeitschrift La Révolution, la Nuit. Aus der Anfangszeit seines Schaffens stammen die Gedichtbände Douve in Bewegung und reglos, Herrschaft des Gestern: Wüste und Beschriebener Stein, die in Frankreich zwischen 1953 und 1965 veröffentlicht wurden. Sie liegen in deutscher Übersetzung von Friedhelm Kemp vor, ebenso wie sein Gedichtband Die gebogenen Planken. 1967 begann er zusammen mit André du Bouchet, Gaëtan Picon und Louis-René des Forêts die Herausgabe der Kunst- und Literaturzeitung L'éphemère. Seine Gedichte sowie Essays über Kunst, speziell über Bilder, haben ihn in der Literaturwelt des 20. Jahrhunderts bekannt gemacht. Sein Werk L'Arrière-Pays („Das Hinterland“ oder The Land Beyond) aus dem Jahre 1972 nimmt darunter einen besonderen Platz ein.
Bonnefoys Lyrik ist häufig schwer zugänglich, jedes einzelne Gedicht erschließt sich nur in Beziehung zum Gesamtwerk. „Ich schreibe keine Gedichte, insofern das Wort Gedicht ein abgeschlossenes, selbständiges Gebilde bezeichnet“, äußerte Bonnefoy 1972. „Was ich schreibe, sind vielmehr Gesamtheiten, Versammlungen, Zusammenhänge, innerhalb deren jeder einzelne Text nur ein Fragment ist.“
Bonnefoy galt als einer der bedeutendsten französischen Lyriker seiner Zeit. Darüber hinaus haben seine Übersetzungen ins Französische, besonders die verschiedener Werke Shakespeares, darunter auch die Sonette eine breite Anerkennung gefunden. Auch über Kunst und Kunstgeschichte hat er verschiedene Bücher veröffentlicht, darunter über Miró und Giacometti.
Im Trug der Schwelle. = Dans le leurre du seuil. Gedichte. Französisch und deutsch. Übertragung und Nachwort von Friedhelm Kemp. Klett-Cotta, Stuttgart 1984, ISBN 3-608-95068-0.
Hommage an Jorge Luis Borges. In: J. L. Borges, Ph. Jaccottet, S. Sontag (= Akzente. Jg. 35, H. 6, 1988). Übersetzt von Friedhelm Kemp. Hanser, München 1988, S. 486–496.
Berichte im Traum. Deutsch von Friedhelm Kemp. Klett-Cotta, Stuttgart 1990, ISBN 3-608-95637-9 (Dichterische Prosa).
Was noch im Dunkel blieb / Anfang und Ende des Schnees. Gedichte. Französisch und deutsch. Übertragung von Friedhelm Kemp. Mit einem Interview des Dichters von John Naughton. Klett-Cotta, Stuttgart 1994, ISBN 3-608-95764-2.
L’'encore aveugle. = Der noch Blinde. Gedichte. Zweisprachige Ausgabe. Aus dem Französischen von Maryse Staiber. Illustrationen von Karl Otto Götz. Rimbaud, Aachen 1999, ISBN 3-89086-793-6 (Auflage: 200 Exemplare).
Die gebogenen Planken. Gedichte. Französisch und deutsch. Ins Deutsche übertragen und mit einem Nachwort von Friedhelm Kemp. Klett-Cotta, Stuttgart 2004, ISBN 3-608-93657-2.
Beschriebener Stein und andere Gedichte (= Edition Akzente.). Zweisprachige Ausgabe. Deutsch von Friedhelm Kemp. Hanser, München u. a. 2004, ISBN 3-446-20476-8 (Du mouvement et de l’immobilité de Douve. = Douve in Bewegung und regungslos; Hier régnant désert. = Herrschaft des Gestern: Wüste; Pierre écrite. = Beschriebener Stein.).
Die lange Ankerkette (= Edition Akzente.). Deutsch von Elisabeth Edl und Wolfgang Matz. Hanser, München 2014, ISBN 978-3-446-24132-9.
Weiter vereint. Deutsch von Elisabeth Edl und Wolfgang Matz. In: Sinn und Form. Band 69, Nr. 1, 2017, S. 5–11.
Der rote Schal (= Edition Akzente.). Deutsch von Elisabeth Edl und Wolfgang Matz. Hanser, München 2018, ISBN 978-3-446-26021-4 (Autobiographische Erzählung).[4]
Les podcasts de la Sorbonne nouvelle, lectures de certaines de ses œuvres par Yves Bonnefoy, à l’occasion du colloque "Yves Bonnefoy : lumière et nuit des images", Paris, 2004.
La parole poétique. Sur le site Canal-U, Université de tous les savoirs, conférence donnée le 11 novembre 2000.