Après des études de lettres et d'histoire menées jusqu'au doctorat, Xavier-Marie Bonnot a réalisé plus d'une trentaine de documentaires de cinquante-deux minutes, auxquels s'ajoutent plusieurs reportages et films institutionnels. Au début des années 1990, son premier documentaire porte sur le conflit nord-irlandais : Jim, de la guerre à la paix (diffusé sur La Cinquième). En parallèle, il devient chef opérateur sur de nombreux films, notamment pour Arte, avant de se tourner vers le genre historique avec Vietnam, le jour de l'indépendance, en coproduction avec l'INA et la RTBF. En 1998, Du côté de la Trinitéest sélectionné aux Rencontres du cinéma documentaire de Lussas.

En 2004, Xavier-Marie Bonnot dirige pour Arte l'écriture et la réalisation des Crampons de la discorde et de L'Abbé Philippe, prêtre et pédophile. Se tournant ensuite vers des sujets d'investigation, il travaille sur des magazines ou des documentaires diffusés sur TF1, France 4 et surtout 13ème Rue (Le Clan des Marseillais, Rio, la route de la peur, La Preuve par la science…), avant de renouer avec des documentaires historiques tels que Décembre noir, Les Possédés de Faaïtéou Mai 67, un massacre oublié pour l'émission "Archipels", diffusée sur France Télévisions.

En parallèle de ses activités de documentariste, Xavier-Marie Bonnot est l'auteur de sept romans (Actes Sud) qui sont en cours d'adaptation et traduits dans une dizaine de langues, dont l'anglais, l'allemand, l'espagnol et le japonais. Son cinquième roman, Le Pays oublié du temps, a obtenu le prix Plume de cristal au Festival international du film policier de Liège.