Tras formarse en las juveniles de San Lorenzo, Bilardo debutó en 1958 en el "Ciclón", etapa donde jugó por cuatro años. Luego fue traspasado al Deportivo Español, para más tarde recaer en Estudiantes de La Plata. En el "pincharrata", Bilardo coincidiría con el pragmático entrenador Osvaldo Zubeldía, quien se convertiría en un mentor para él, y liderarían al club platense a la mejor época de la historia del club, ganando tres Copas Libertadores de forma consecutiva, y logrando el hito de coronarse campeón del mundo al ganarle la Copa Intercontinental 1968 al Manchester United de Matt Busby en Old Trafford. Jugaría allí hasta 1970, donde tras ser relegado por el mismo Zubeldía, se retiraría del fútbol.