Dopo gli esordi nel Dopolavoro Pirelli (nel campionato di Serie C 1940-1941), Bonomi passò nel 1942 nelle file del Milan (allora denominato Milano), per la cifra di 500 lire. Con i rossoneri esordì in Serie A il 22 novembre 1942 in -Milan 0-1. In quella stagione disputò altre 3 partite nella massima serie. Con i rossoneri giocò il campionato di guerra del 1944 e successivamente altre 7 stagioni, tutte da titolare e le ultime 3 come capitano. Durante la sua esperienza a Milano vinse uno scudetto nel 1951, il primo dopo 44 anni, in compagnia del trio svedese Gre-No-Li, disputando tutte le 38 partite di campionato oltre a due incontri di Coppa Latina.