Den 16. mars 2018 signerte Bradford en 2-årig kontrakt med Arizona Cardinals verdt opp mot $20 millioner det første året, med $15 millioner garantert og en mulighet for å terminere kontrakten etter 2018. Bradford brukte #9 med Cardinals ettersom at #8 var pensjonert til ære for Hall of Fame safety Larry Wilson. Etter skuffende prestasjoner i de to første kampene, som begge endte med store nederlag, ble Bradford byttet ut med nykommeren Josh Rosen mot slutten av nok et nederlag mot Chicago Bears i uke 3. Ettersom at Cardinals bestemte seg for å beholde Rosen som startende quarterback var Bradford inaktiv de fem neste ukene før han ble frigitt 3. november 2018. Bradfords kontrakt med Cardinals er sett på som en av de dårligste free agent-signeringene på 2010-tallet.