1965 im Schweizer Dorf Laax geboren, sang Bruno Cathomas als gelernter Schlosser zunächst italienische Arien in Touristenkneipen. Auf Rat des Leiters der Laaxer Laienspielgruppe bewarb er sich an der Schauspielakademie Zürich und wurde sofort angenommen. Ab 1992 arbeitete er an der Berliner Volksbühne am Rosa-Luxemburg-Platz mit den Regisseuren Andreas Kriegenburg, Christoph Marthaler, Johann Kresnik und Frank Castorf, 1999 wechselte er ans Theater Basel. Seit 2002 war Cathomas vor allem an der Berliner Schaubühne zu sehen. Dort begann eine regelmäßige Zusammenarbeit mit dem Regisseur Luk Perceval. Von 2009/10 bis 2012/13 war er festes Ensemblemitglied am Thalia Theater.

Neben seinen Theaterrollen spielt Bruno Cathomas in zahlreichen Kino- und Fernsehproduktionen. Für seine Hauptrolle in Didi Danquarts „Viehjud Levi" wurde er 1999 für den Deutschen Filmpreis nominiert, 2008 erhielt er den Schweizer Filmpreis als Bester Darsteller in „Chicken Mexicaine." Er arbeitet inzwischen auch als freier Theaterregisseur und inszenierte u.a. 2009  Shakespeares „Ein Sommernachtstraum“ in seiner Muttersprache Rätoromanisch mit Laiendarstellern.

Bruno Cathomas ist Ensemblemitglied am Schauspiel Köln und ist als Gast weiter am Thalia Theater zu sehen.