El delantero fue reclutado por Wenger cuando tenía 16 años y destacaba en las categorías inferiores del fútbol de Dinamarca. En la temporada 2005-06 disputó tres partidos de Copa y el francés, consciente de su potencial, le mandó a Birmingham para que cogiese minutos en el Championship.
Bendtner marcó 13 goles en 48 partidos, un número aceptable para un jugador de su corta edad, y convenció a Wenger. Pasó las siguientes cuatro temporadas en el Arsenal, pero su rendimiento en el terreno de juego no cumplió con las expectativas: anotó 22 goles en 99 partido de Premier.
A pesar de ello, era habitual en las convocatorias de Dinamarca, selección con la marcó 29 tantos en 74 encuentros. Siempre se recordará su celebración en el segundo duelo de fase de grupos de Portugal cuando mostró su ropa interior en la celebración de un gol. Le multaron con 100.000 euros y un partido de sanción.
Por otro lado, el futbolista protagonizaba algunas polémicas. En 2011 se quejó de la falta de libertas de los jugadores: "Siempre se pregunta si es justo que los futbolistas ganen tanto. Yo no me quejo de mi sueldo. Es un precio que hay que pagar cuando, por ejemplo, no se puede salir a comer en un restaurante con tu novia sin que te persigan los fotógrafos".
"Lo que más echo de menos es ir de vacaciones a la nieve, pero mientras sea futbolista profesional no puedo por si me lesiono", añadió.
En la temporada 2012-13 fue cedido a la Juventus y se presentó diciendo que en tres años sería mejor que Ibrahimovic. No fue así: su papel fue secundario. Volvió a Londres con dos titularidades en nueve partidos como titular en el 'Calcio'. En 2013 fue detenido por conducir borracho en Copenhage y fue suspendido por la federación danesa seis meses.
En su último año como 'gunner', Bendtner fue suplente de Giroud y decidió marcharse, dejando en el Emirates 47 goles y 171 apariciones.
"El deporte es lo más importante. No me muevo por dinero. Por eso quiero encontrar un nuevo club, donde pueda ser feliz jugando. Un equipo donde pueda marcar goles y ganar algo. No quiero sentarme en el banquillo mirando. Me encanta jugar. ¿Mi próximo destino? Real Madrid o Barcelona", afirmó ese mismo año.
Se fue a la Bundesliga con la carta de libertad y el 1 de agosto de 2015 logró algo importante con el Wolfsburgo. Salió al campo en el 89' con el conjunto bávaro ganando por 1-0 en la Supercopa Alemana y anotó el empate. Además, en la tanda de penaltis marcó el 5-4 definitivo.
Empezó con muy buen pie en el equipo alemán, pero se fue por la puerta de atrás tras anotar nueve goles en 47 partidos. Volvió a Inglaterra de la mano del Nottingham Forest, pero rescindió contrato por no cumplir con las expectativas.
El pasado 7 de marzo se comprometió con el Rosenborg y ha marcado tres goles en las seis primeras jornadas, con 29 años.