Największym sukcesem w karierze Sergio Bonaldiego jest brązowy medal zdobyty w sztafecie podczas biathlonowych mistrzostw Europy w Haute-Maurienne w 2001 roku. W latach 2000-2005 startował w zawodach Pucharu Świata w biathlonie, jednak nie zdobył punktów. Jego najlepszym wynikiem było 38. miejsce w biegu pościgowym 9 stycznia 2005 roku w Oberhofie. W 2005 roku wystąpił w biegu indywidualnym na mistrzostwach świata w Hochfilzen, zajmując 45. miejsce. Na rozgrywanych rok później igrzyskach olimpijskich w Turynie wystartował w sprincie, kończąc rywalizację na 66. pozycji. Od 2007 roku startuje w biegach narciarskich, najlepsze wyniki osiągając w cyklu FIS Marathon Cup. W zawodach tych kilkakrotnie stawał na podium, odnosząc dwa zwycięstwa: 20 stycznia 2013 roku wygrał austriacki maraton Dolomitenlauf, a 23 lutego tego samego roku był najlepszy w amerykańskim American Birkebeiner. W klasyfikacji generalnej &lt;a href="FIS%20Marathon%20Cup%202012/2013"&gt;sezonu 2012/2013&lt;/a&gt; Bonaldi był najlepszy, wyprzedzając Francuza Benoît Chauveta i Norwega Andersa Auklanda. Nigdy nie startował w zawodach Pucharu Świata i nie był uwzględniany w klasyfikacji generalnej. Nigdy też nie wziął udziału w mistrzostwach świata.