Esordì infine in Serie A con la maglia del Palermo, squadra in cui passò in prestito, siglando il suo primo gol all'esordio, il 14 settembre 1952, nella gara contro i campioni uscenti della Juventus (Palermo Juventus 1-1). Il 15 febbraio 1953 realizza la sua prima doppietta in Serie A (Palermo Bologna 4-1). Alla fine della stagione il Palermo si salvò e Bettini, dopo 20 presenze ed 8 reti, ritornò alla Roma per la stagione 1953-1954, collezionando 15 presenze e 9 reti.