A trajetória de Bernoldi nas pistas teve início em 1989, ano em que conquistou o Campeonato Paulista e a Copa dos Campeões de kart. No início da década de 90, acumulou diversos títulos nacionais e sul-americanos de kart antes de conquistar, em 1996, a Fórmula Renault Européia. Em 1998, foi vice-campeão da F-3 Inglesa e do Marlboro Masters e obteve o 3º lugar no GP de Macau. Disputou ainda duas temporadas na F-3000 antes de chegar à F-1. Em 2000, foi piloto de testes da Sauber na principal categoria do automobilismo mundial. Nos dois anos seguintes, foi titular na Arrows e encerrou sua experiência na categoria como piloto de testes da BAR Honda em 2004 e 2005. Na temporada 2007, o piloto fez sua estréia na Stock Car brasileira, correndo pela Genéricos Biosintética e conquistou dois pódios. Em 2008, passou a competir nos EUA e a disputar a Indy Car Series pela Conquest Racing.
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