Ce fort de ceinture était chargé de contrôler la route de Dijon ainsi que le plateau de Langres au Sud-Ouest de la citadelle.
Fort à cavalier, il offrait deux niveaux de feu ; il était équipé d'un vaste casernement longitudinal à deux niveaux ouvrant sur une vaste cour. Initialement bastionné, il fut profondément modifié après la guerre de 1870 ; afin de rectifier le tracé des fronts de têtes et latéraux, une partie des fossés furent voûtés ! Particularité rare, ces vastes salles servant au stockage sont encore conservées et offrent des volumes inégalés.
Le fort de la Bonnelle est l'un des rares ouvrages langrois à avoir engagé un duel d'artillerie avec les troupes prussiennes en novembre 1870.