Kåre Tønnesson har stått sentralt i historikermiljøet med sin faglige og sosiale trygghet, med diskusjonsvilje uten kverulering og med samfunnsengasjement kombinert med kjølig analyse. I sitt temavalg – den franske revolusjonen – har han derimot avveket fra hovedtendensen blant norske historikere.
En trygg borgerlig oppvekst i Bærum, men med klassekamerater også fra arbeidermiljø, gav innsikt i sosiale ulikheter og førte senere til et radikalt venstresosialdemokratisk standpunkt, men uten at han ble partipolitisk aktiv. Tønnesson tok examen artium 1944, begynte å studere filologi ved Universitetet i Oslo (UiO) høsten 1945 og ble cand.philol. 1952 med historie hovedfag. I hovedoppgaven undersøkte han forestillinger om årsaksforhold i arbeidene til den franske 1800-talls samfunnsobservatøren Alexis de Tocqueville.
Flere studieopphold i Frankrike fulgte. 1953–56 arbeidet Tønnesson i en internasjonal krets av historikere ledet av Albert Soboul, ofte kalt en jakobinsk-marxistisk retning i revolusjonsforskningen. Avhandlingen La défaite des sans-culottes, som Tønnesson ble dr.philos. på 1959, handler om hvordan denne politisk radikale og økonomisk reaksjonære bevegelsen av håndverkere og arbeidere i Paris tapte maktkampen. Den klarte ikke å vende utviklingen fra markedsøkonomien tilbake til den eldre, regulerte og mer beskyttede økonomien. Forskningsretningen er senere blitt angrepet av “revisjonister”, som dels mener at “jakobinske” tanker måtte føre til terror i denne og andre revolusjoner, og dels har lagt vekt på analyser av språk og retorikk i stedet for sosiale forhold.
Tønnesson ble ansatt som universitetslektor ved Historisk institutt, UiO 1958 og var universitetsstipendiat 1960–63. Som stipendiat arbeidet han med bind 4 av Sentraladministrasjonens historie (om perioden 1914–40), et litt tørt arbeid som gav levebrød, men ikke stod hans faglige hjerte spesielt nær. Han ble utnevnt til dosent 1964 og var professor fra 1969 til han gikk av 1991. Fra 1992 arbeidet han som seniorstipendiat under NAVF/Norges forskningsråd.
Arbeidet med doktoravhandlingen ble videreført bl.a. i bind 10 av Aschehougs verdenshistorie, To revolusjoner, som også omhandler den industrielle og den andre store politiske revolusjonen, den amerikanske 1776. Revolusjonen som rystet Europa søker også å spore revolusjonens virkninger i andre land. Som pensjonist har Tønnesson arbeidet med Direktoriets tid (1795–99), fasen etter terrorveldet og før Napoleon tok makten. I disse senere arbeidene henter han opp igjen hovedoppgavens idé- og lærdomshistorie, i tillegg til avhandlingens politiske og sosiale historie. Et tema er anvendelsen av vitenskap for å skape “det gode samfunn”. Interessen viser hans sans for en kritisk rasjonalisme og hans tilslutning til opplysningstidens idealer.
Tønnessons faglige grunnholdning er kjølig, nøktern, balansert. Han tenkte i sin ungdom på å studere fonetikk (“fransk var selve språket”, har han sagt) og jus, en orientering som kan sees i hans arbeider – en sterk sans for klar språkføring og en stil preget av en argumentasjon pro et contra, for å komme nærmere kjernen i en uenighet, for å unngå sveipende utsagn.
Trass i en nesten legendarisk distraksjon har Kåre Tønnesson vært en effektiv og vennlig administrator – som bestyrer ved Historisk institutt og som dekanus ved Det historisk-filosofiske fakultet 1973–75. Han har deltatt svært aktivt i internasjonalt historikersamarbeid, bl.a. som styremedlem i Comité International des Sciences Historiques, den internasjonale historikerorganisasjonen, 1975–85. Hans faglige og administrative evner kom også til nytte i redaksjonen av Asker og Bærums historie, Aschehougs verdenshistorie og skolebøkene Spor i tid, som ble tildelt Sverre Steen-prisen for fremragende formidling av historie 1995. Tønnesson er medlem av Det norske Videnskaps-Akademi fra 1968.