Di awal karier klubnya, Bertolacci bermain di akademi Roma sebelum dipinjamkan ke Lecce pada Januari 2010. Di Lecce, ia mencetak gol pertamanya dalam pertandingan melawan Juventus dan mencetak dua gol. Pada musim panas 2010, Lecce memperpanjang masa pinjamannya dan juga meminjam Simone Sini dari Roma. Pada 22 Juni 2011, Lecce membeli 50% hak registrasi Bertolacci dengan biaya €500.000. Namun, Roma menggunakan hak opsi untuk membeli kembali dengan biaya yang sama. Bertolacci kemudian dipinjamkan selama satu musim lagi ke Lecce untuk mendapatkan pengalaman bermain secara reguler.
Pada musim panas 2012, Bertolacci terlibat dalam kesepakatan transfer dengan Genoa untuk mendapatkan Panagiotis Tachtsidis. 50% hak pemain Bertolacci dihargai sebesar €1 juta dan 50% hak Tachtsidis sebesar €2,5 juta. Pada 20 Juni 2014, Roma dan Genoa memperpanjang kontrak kepemilikan bersama mereka dengan Bertolacci. Musim 2014-2015 bersama Genoa adalah musim terbaik dalam karier Bertolacci. Ia mencetak 6 gol dalam 34 pertandingan Serie A, memberikan 8 assist, dan membantu timnya mencapai posisi ke-6 di klasemen.
Pada Juni 2015, Roma membeli hak pemain Bertolacci dari Genoa dengan biaya €8,5 juta. Kemudian, pada 29 Juni 2015, Bertolacci bergabung dengan klub Serie A lainnya, AC Milan, dengan biaya €20 juta. Ia mencetak gol pertamanya untuk Milan dalam kemenangan tandang 3-1 melawan Lazio pada 1 November 2015.
Setelah itu, Bertolacci dipinjamkan ke Sampdoria pada 8 Oktober 2019 hingga 30 Juni 2020. Pada 23 Desember 2020, ia bergabung dengan klub Süper Lig Turki, Fatih Karagümrük. Namun, pada 14 Januari 2022, Bertolacci pindah ke Kayserispor dengan kontrak dua setengah tahun. Pada 3 Desember 2022, ia memutuskan kontraknya dengan klub tersebut karena gaji yang belum dibayar. Kemudian, pada 27 Desember 2022, Bertolacci kembali bergabung dengan Fatih Karagümrük dengan kontrak satu setengah tahun. Pada 21 Juli 2023, ia bergabung dengan Cremonese dengan kontrak dua tahun, namun pada 29 Desember 2023, Bertolacci dipinjamkan kembali ke Fatih Karagümrük oleh Cremonese.
Di level internasional, Bertolacci memulai pengalamannya bersama tim nasional Italia di turnamen internasional Val-de-Marne U-16. Ia juga bermain untuk tim U-19 dan U-21 Italia sebelum akhirnya melakukan debut untuk tim nasional senior pada Juni 2014.
Follow