Per Kleis Bønnelycke blev i 1952 kontorelev i SAS, og efter afsluttet uddannelse arbejdede han som edb-operatør hos Unilever Deutschland i Hamburg.

Fra 1964 var han programmør i oliebranchen og hos SAS, hvorefter han fra 1971 var konsulent i I/S Datacentralen.

I 1976 vendte Per Kleis Bønnelycke tilbage til SAS som projektleder, og senere frem til 2002 arbejdede han som edb-salgschef og afdelingschef i SAS Data.

Politisk har han arbejdet for Det Radikale Venstre, blandt andet har han været formand for Det Radikale Venstres kommunalpolitiske udvalg samt medlem af forretningsudvalget siden 1998.

I perioden 1978-99 var han medlem af Tårnby Kommunalbestyrelse, og fra 1994-97 var han medlem af Københavns Amtsråd.

Fra 1970 til 1977 var Per Kleis Bønnelycke formand for Landsforeningen for Bøsser og Lesbiske og sad 1985-88 som medlem af Justitsministeriets kommission til belysning af homoseksuelles vilkår.

Per Kleis Bønnelycke har været formand for Danmarks Naturfredningsforening i Aabenraa siden 2007.

Han indgik et registreret partnerskab i 1980, men blev i 2006 enkemand.

En fritidsinteresse er musik. Han var i Københavns Drengekor og tog realeksamen fra Sankt Annæ Gymnasium.