Nach Lehrjahren in ihrer Heimatstadt Grieskirchen und einem Jungstudium an der Anton-Bruckner-Privat-Uni Linz bei Gisela Mashayekhi-Beer zog es Karin Bonelli nach Wien, wo sie in der Klasse von Wolfgang Schulz an der mdw studierte.
Nach studienbegleitendem Unterricht bei Günter Voglmayr und Philippe Boucly wechselte sie an die Konservatorium Wien Privatuniversität in die Klasse von Karl-Heinz Schütz, wo sie – nach einem einjährigen Auslandsaufenthalt bei Philippe Bernold am Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse – auch ihr Studium mit Auszeichnung abschloss. Während ihrer Studienzeit entdeckte Karin Bonelli bereits ihre Leidenschaft für das Orchesterspiel, u.a. als Substitutin bei den Wiener Symphonikern und an der Wiener Staatsoper. Als erste Bläserin in der langen und reichen Tradition dieses Ensembles ist Karin Bonelli seit September 2012 im Orchester der Wiener Staatsoper engagiert und seit 2015 Mitglied im Verein der Wiener Philharmoniker.