Han vant Tour de France i 1959, ble nummer to i 1963 og nummer tre året etter, og vant totalt syv etapper. Bahamontes vant klatretrøya seks ganger (1954, 1958, 1959, 1962, 1963, 1964), kun Richard Virenque har flere. Han fikk også en andreplass i Vuelta a España i 1957 og vant klatrekonkurransen både da og i 1958, da han fikk en 6.-plass. I Giro d'Italia vant han klatrekonkurransen i 1956. Han var den første til å vinne klatretrøya i alle tre Grand Tours.