Etter å ha vært innstilt som førstevalg ved et professorat ved Bergens Museum i 1912 ble Bonnevie tilbudt et nyetablert professorat ved Det Kongelige Frederiks Universitet som hun takket ja til. Tiltredelsesforelesning 28. november 1912 hadde titelen: «Retninger og resultater inden den moderne eksperimentel-biologiske forskning.» Hun hadde dette professoratet frem til 1937.