À la création de l'École normale supérieure de Lyon en 1985, Bernard Bigot est directeur adjoint chargé des études[3]. Il est nommé en juillet 1993, directeur de la Mission scientifique et technique au ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche[4], puis directeur général de la recherche et de la technologie de 1996 à 1997 au ministère de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, directeur adjoint chargé de la recherche (1998-2000), puis directeur (2000-2003) de l'École normale supérieure de Lyon, directeur de l'Institut de recherches sur la catalyse (UPR 5401) (1998-2002). Cité à comparaître dans une affaire de prêt illégal de main d'œuvre au sein de l'ENS, il est relaxé, tandis qu'un prestataire de l'école est condamné à deux mois de prison[5].
Il poursuit sa carrière comme directeur du cabinet de Claudie Haigneré, ministre déléguée à la Recherche et aux Nouvelles technologies, et directeur adjoint du cabinet de Luc Ferry, ministre de la Jeunesse, de l'Éducation nationale et de la Recherche (2002-2003).
En , il est nommé haut-commissaire à l'Énergie atomique, poste qu'il conserve jusqu'en . Il est nommé en janvier 2009 administrateur général du Commissariat à l'Énergie atomique, en remplacement d'Alain Bugat. Par décret du , il est en outre nommé au conseil d'administration d'Areva NC.
En 2011, il est reconduit en tant qu'administrateur général du CEA pour une durée de trois ans à compter du , et entre au club d'influence Le Siècle[6].
En , il est nommé pour succéder à Osamu Motojima en tant que directeur général du projet international de recherche ITER. Il est élu directeur général le , et réélu unanimement par le Conseil ITER en janvier 2019 pour cinq ans supplémentaires[8], mais il a été emporté par la maladie le 14 mai 2022. Son successeur a été désigné le 15 septembre 2022 par le Conseil ITER en la personne de Pietro Barabaschi.
À compter du , Bernard Bigot est nommé pour deux ans président du comité de coordination de l’Alliance nationale de coordination de la recherche pour l’énergie (ANCRE)[9]. Créée le , l’Alliance a pour mission de coordonner des recherches sur l’énergie menées par les organismes publics nationaux. Son objectif : faire progresser la connaissance fondamentale et l’activité économique liées à l’énergie. Outre ses quatre membres fondateurs (CEA, CNRS, IFP Énergies nouvelles et CPU), les organismes suivants sont membres associés : ANDRA, BRGM, CDEFI, CEMAGREF, CIRAD, CSTB, IFREMER, INERIS, INRA, IFSTTAR, INRIA, IRD, IRSN, LNE et ONERA.
Étude théorique de la réactivité des états excités des molécules organiques par la méthode des corrélations naturelles, thèse de doctorat en sciences physiques, Université Pierre-et-Marie-Curie, 1979.
Propositions pour une gestion responsable à long terme de nos choix en matière de production électronucléaire, par Bernard Bigot, Haut-commissaire à l'énergie atomique, 2005.
L'ENS de Lyon vingt ans après, un pari réussi : historique et évolution de l'École, de 1987 à 2007, à l'occasion du vingtième anniversaire de sa création, rédaction par Jacques Daillie, Marie-Christine Artru et Bernard Bigot, Lyon, École normale supérieure de Lyon, 2007.
Dictionnaire des sciences et techniques nucléaires, réalisé sous l'autorité de Bernard Bigot, sous la direction de Gérard Santarini, 4ème édition, Sophia Antipolis, Omniscience, 2008.
Chimie et enjeux énergétiques, avec Jean-Claude Bernier et Bernard Boullis, coordonné par Minh-Thu Dinh-Audouin, Danièle Olivier et Paul Rigny, préface par Bernard Bigot, Les Ulis, EDP Sciences, 2013.
50 ans de dissuasion nucléaire : exigences et pertinence au XXIe siècle, actes du colloque tenu le jeudi 20 novembre 2014 à l'Amphithéâtre Foch de l'École militaire, coorganisé par l'Armée de l'air et le CEA, sous le haut patronage de Jean-Yves Le Drian, du général d'armée aérienne Denis Mercier et de Bernard Bigot, Paris, Comité d'études de défense nationale, 2015.
L'industrie chimique : quel avenir en France ?, dossier coordonné par Bernard Bigot, Jean-Luc Vo Van Qui, Rose Agnès Jacquesy, Armand Lattes et Jean-Pierre Clamadieu, Saint-Étienne, Éditions Eska, 2015.
Chimie et énergies nouvelles, avec Christophe Béhar et Jean-Claude Bernier, coordonné par Minh-Thu Dinh-Audouin, Danièle Olivier et Paul Rigny, préface par Bernard Bigot, Les Ulis, EDP Sciences, 2022.
↑« Par un décret et des arrêtés au " Journal officiel " M. Fillon modifie profondément l'organisation du ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche », Le Monde, (lire en ligne).
↑« Bibliothécaires salariés par une entreprise de nettoyage : le directeur condamné », AFP infos françaises,
↑Emmanuel Ratier, « Le Siècle 2012 », Faits et Documents no 328, 15-31 janvier 2012.