Le nouvel entraîneur Luigi Delneri en fait un titulaire indiscutable aux côtés de Giorgio Chiellini dans la défense centrale turinoise. Le , il marque son premier but pour la Juventus lors des barrages de la Ligue Europa 2011 face au SK Sturm Graz. Le , il fait ses débuts en championnat contre son ancienne équipe l'AS Bari. Bonucci marque son premier but avec la Juve en championnat sur un coup franc de Del Piero face à l'Udinese (0-4) lors de la de Serie A.