Blant Bonattis betydeligste prestasjoner er førstebestigningen av sørvest-pilaren på Aiguille du Dru («Bonatti-pilaren») i de franske Alpene i august 1955, året etter at han som 24-åring deltok på ekspedisjonen som første gang besteg verdens nest høyeste fjell, K2 i Karakorum. I 1958 ledet han selv ekspedisjonen som førstebesteg Gasherbrum IV, og i 1965 foretok han den første solo vinterbestigningen av Matterhorns nordvegg.