Fondato nel 1380 da Bonifazio Lupi, fu aperto ufficialmente nel 1388 e destinato ad accogliere poveri ed invalidi. Numerose donazioni e lasciti permisero all'istituto di ampliarsi nel tempo. Nel 1630 e 1633 fu destinato a lazzaretto per fronteggiare l'epidemia di peste diffusasi in città. Agli inizi del secolo XVIII era in grado di accogliere oltre 250 ricoverati. Dal 1734 al 1736 fu ospedale delle truppe spagnole.

Dal 1780, sulla base del progetto di riforma della sanità fiorentina promosso dal Granduca Pietro Leopoldo di Lorena, tutti i cosiddetti "incurabili" (coloro cioè che erano affetti da malattie considerate croniche come gli infettivi gravi, i malati di mente, gli invalidi) furono destinati all'Ospedale Bonifazio. La riforma granducale fu attuata da Vincenzo Chiarugi, che nel 1805 ebbe la prima cattedra al mondo di "Malattie Afrodisiache e Perturbazioni Intellettuali" presso l'Università di Pisa, con obbligo di tenere lezioni anche al Bonifazio dove era Primus Infirmarius, cioè Primario. Egli fu dunque il primo professore di Dermatologia e Malattie Mentali, dal momento che solo in seguito sarebbero state istituite cattedre simili in altre Università. Dal Chiarugi, sostenitore delle malattie mentali intese come forma patologica da risolvere con le cure e non con la semplice segregazione, ebbero origine le scuole fiorentine di Malattie Nervose, Mentali e Dermatosifilopatica. Il Chiarugi avviò un'opera molto importante nella cura delle malattie mentali adeguando anche la struttura interna dell'edificio alla specificità dei pazienti: tali esperimenti culmineranno nel 1840 con l'istituzione della prima Cattedra di Malattie Mentali presso l'Ateneo fiorentino, di cui fu nominato titolare un allievo dello stesso Chiarugi, Vincenzo Capecchi.

Alla fine del secolo XIX, in concomitanza con la costruzione dell'Ospedale Psichiatrico di San Salvi, il Bonifazio si trasformò, fino al 1924, in ospedale per oftalmici, tisici e invalidi. Acquistato dalla provincia, fu sede del Proveditorato agli Studi dal 1927 al 1938, anno in ci vi fu trasferita la Questura che vi ha ancora sede.