Kopenhag'da bulunan B 93 kulübünde futbola başladı.
Kjøbenhavns Boldklub
2002 yılında Kjøbenhavns Boldklub takımına transfer oldu. Burada gösterdiği iyi performansın ardından Danimarka genç millî takımına çağrıldı. Burada 6 maçta 4 gol kaydettikten sonra Arsenal'e transfer oldu.
Arsenal
Rezerv takımda forma giydikten sonra ilk Arsenal maçına 25 Ekim 2005'te EFL Cup'ta Sunderland karşında çıktı.
Bendtner, 2007'nin Mayıs ayında Arsenal'le 5 yıllık yeni bir sözleşme imzaladı. Yeni yapılan Emirates Stadyumu'nda ilk maçına hazırlık maçında Paris Saint-Germain karşısında çıktı. Bendtner, bu mücadelede bir de gol attı.
25 Eylül 2007'de EFL Cup maçında Newcastle United karşısında ilk önemli maçına çıktı. Daha sonra Slavia Praha'la oynanan UEFA Şampiyonlar Ligi maçında forma giyip 2 asist yaptı.
İlk kez bir lig maçında ilk on birde 29 Aralık 2007'de Everton FC karşısında çıktı. Bu maçta kırmızı kart gördü. Cezası bittikten sonra FA Cup'ta Burnley FC karşısında bir gole imza attı.
İlk Premier League golünü Newcastle United'a attı. Nicklas Bendtner, maçın bitimine 17 dakika kala Emmanuel Eboue'yle değişti. Oyuna girdikten sadece 1,8 saniye sonra Cesc Fabregas'ın ortasına kafayı vuran Bendtner topu ağlara gönderdi.
2008-2009 sezonunun başında oynanan bir hazırlık maçında 4 gol attı. 5 Mayıs 2009'da UEFA Şampiyonlar Ligi yarı finalinde Manchester United karşısında forma giydi. Ancak Arsenal maçı 4-1 kaybetti.
Sunderland
2011-12 sezonunda Sunderland takımında kiralık olarak oynadı. Burada 28 lig maçına çıkan Bendtner 8 gol kaydetti.
Juventus
Ara transferde gittiği İtalyan ekibi Juventus ile sadece 9 maça çıkan Bendtner yaşadığı sakatlığın da etkisiyle gol kaydetmeyi başaramadı.
Millî takım kariyeri
Genç takımlar
2004'te Danimarka'da en iyi 16 yaş altı oyuncu seçildi. Danimarka U-17 millî forma ile 15 maçta 6 gol kaydetti. Danimarka U-19 forması ile 2 maçta forma giydi 1 gol attı. 21 yaş altı millî takımına seçildiğinde takımın en genç oyuncusuydu. Ancak henüz ilk maçında 2 gol birden atarak takımını galibiyete taşıdı.