Bis zu seiner Emeritierung war Professor Honnefelder Inhaber des Lehrstuhls für Philosophie und Direktor des Philosophischen Seminars an der Universität Bonn. Als langjähriger Leiter des Cusanuswerks und als Mitglied des Beirats prägte er die Arbeit der Bischöflichen Studienförderung maßgeblich.
Honnefelder studierte Philosophie, katholische Theologie und Pädagogik in Bonn. Nach Promotion und Habilitation war er an der Universität Trier und an der Freien Universität Berlin tätig. Von 2005 bis 2007 war er Inhaber der Guardini-Professur für Religionsphilosophie und Katholische Weltanschauung an der Humboldt-Universität zu Berlin; seit März 2009 ist er Otto Warburg Senior Research Professor an der Humboldt-Universität zu Berlin.
Zu seinen Arbeitsschwerpunkten gehören – neben der Philosophie des Mittelalters und der frühen Neuzeit, der Metaphysik und der Anthropologie – die vielfältigen Schnittstellen von Wissenschaft und Ethik. Honnefelder leitete von 1993 bis 2007 das von ihm mit gegründete Institut für Wissenschaft und Ethik (IWE) in Bonn und war Geschäftsführender Direktor des Deutschen Referenzzentrums für Ethik in den Biowissenschaften.
Nach seiner Emeritierung 2001 führte er nicht nur zahlreiche Projekte weiter und blieb Direktor des Albertus-Magnus-Instituts (bis 2011). Er war und ist Mitglied bei zahlreichen Akademien und Arbeitsgemeinschaften wie der Akademie für Ethik in der Medizin (seit 1989), der Nordrhein-Westf. Akademie der Wissenschaften (seit 1992), der Hegel-Kommission der Nordrhein-Westf. Akademie der Wissenschaften (seit 1993) oder der Academia Europaea, Salzburg. Er war Mitglied der Enquete-Kommission "Recht und Ethik der modernen Medizin" des Deutschen Bundestages.
Im Jahr 2017 verlieh ihm die Pontifica Universidade Católica do Rio Grande do Sul in Porto Alegre, Brasilien, die Ehrendoktorwürde.