2012. aasta augusti ülekandedeklaratsiooni viimasel päeval liitus Bendtner Itaalia Serie A klubi Juventus'iga laene hooaja jooksul, millel oli võimalus teha liikumine alaliseks. Ta tegi oma debüüdi asendajana Fabio Quagliarella asemel Chievo vastu Juventus Stadiumil 22. septembril 2012. aastal ja tema esimene start tuli viis nädalat hiljem Catania vastu 1-0 võidu. Ta alustas taas Coppa Italia matši Cagliari vastu detsembris, kuid sai reie vigastuse, mis nõudis operatsiooni ja eeldati, et ta on välja vähemalt kaks kuud. Kuigi ta sai vigastuse tõttu mängust välja, oli ta vaidluste keskpunktis, kui ta arreteeriti 4. märtsil 2013 joobes sõitmise eest. Bendtner ei naasnud enne Juventus'i hooaja viimast liigavõistlust.
Pealkiri on juba kindlustatud. 2013. aasta 18. mail toimus Sampdoria vastu 3-2 kaotuses 74. minuti asendusena, murdis ta mängu lõpus randme. Ta lõpetas oma hooaja ainult kahe liiga algusega ja ilma väravateta üheteistkümnes mängus kõigis võistlustes. Juventus otsustas, et ei tee laenu muutmist alaliseks, ja Bendtner naasis Arsenali.