Låneavtalen med Birmingham ble forlenget ut 2006/07-sesongen. Arsenals trener, Arsène Wenger, mente at erfaringen ville være bra for Bendtner. Låneavtalen var ordnet slik at Arsenal kunne hente tilbake Bendtner i krisesituasjoner. 22. april 2007 scoret Bendtner ett av målene i Birminghams 3–2-seier over , noe som førte til at Birmingham inntok førsteplassen i Championship-serien. Birmingham kom til slutt på andreplass, og rykket dermed opp til Premier League.