Skriv en fortsættelse til dette afsnit - På den sidste dag i transfervinduet i august 2012 sluttede Bendtner sig til den italienske Serie A-klub Juventus på lån for sæsonen, med mulighed for at gøre flytningen permanent. Han debuterede som erstatning for Fabio Quagliarella i en 2-0 sejr mod Chievo på Juventus Stadium den 22. september 2012, og hans første start kom fem uger senere i en 1-0 sejr mod Catania. Han startede igen i Coppa Italia-kampen mod Cagliari i december, men fik en lårskade, der krævede operation og blev forventet at være ude i mindst to måneder. Mens han blev udelukket på grund af en skade, var han i centrum for kontroversen, da han blev anholdt for at køre i beruset tilstand den 4. marts 2013. Bendtner vendte ikke tilbage til aktion før Juventus' sidste liga kamp i sæsonen.
med titlen allerede sikret. Da han kom ind som en 74-minutters erstatning i 3-2 nederlaget mod Sampdoria den 18. maj 2013, brækkede han sin håndled sent i kampen. Han sluttede sin sæson med kun to liga starter og uden et mål i elleve optrædener i alle konkurrencer. Juventus valgte ikke at gøre udlånet permanent, og Bendtner vendte tilbage til Arsenal.