W 1949 roku Bernardini został trenerem AS Roma. W trakcie sezonu zastąpił Luigiego Brunellę, jednak nie odniósł sukcesu i zajął dopiero 17. pozycję w lidze. W latach 1951-1953 prowadził w Serie B ACIVI Vicenza, by następnie zostać szkoleniowcem Fiorentiny. W 1956 roku zdobył z tym klubem mistrzostwo Włoch. W 1958 roku został zatrudniony w S.S. Lazio i pracował tam 3 lata. Jego kolejnym przystankiem w karierze trenerskiej była FC Bologna. W 1964 roku wywalczył swój drugi tytuł mistrza kraju jako trener. W 1965 roku podjął pracę w Sampdorii i pracował tam do 1971 roku. Ostatnim klubem, jaki prowadził była Brescia Calcio (1971-1973). W latach 1974-1977 Bernardini był selekcjonerem reprezentacji Włoch. Prowadził ją w nieudanych kwalifikacjach do Euro 76 i w 1975 roku zastąpił go Enzo Bearzot.