Bendsneyder begon zijn motorsportcarrière op zesjarige leeftijd en nam deel aan verschillende nationale kampioenschappen in Nederland en Duitsland. Ook reed hij in Minimoto-kampioenschappen. In 2012 en 2013 won hij de Nederlandse Moriwaki Junior Cup. In 2014 maakte hij zijn debuut in de Red Bull MotoGP Rookies Cup. Met één overwinning tijdens zijn thuisrace op het TT Circuit Assen werd hij negende in de eindstand. In 2015 reed hij een tweede seizoen in deze klasse en werd overtuigend kampioen met acht overwinningen.[2][3]
In het seizoen 2017 bleef Bendsneyder rijden voor Ajo, maar kreeg wel een nieuwe teamgenoot in Niccolò Antonelli. Hij kende een moeilijke seizoensstart, waarin hij in de eerste twee wedstrijden buiten de punten eindigde en in de derde race niet van start ging. In het restant van het seizoen scoorde hij wel punten in de meeste wedstrijden, met een vierde plaats tijdens de Grand Prix van Tsjechië als beste resultaat. Tijdens de TT van Assen kwam hij echter in de laatste meters van de race ten val in de strijd om de derde plaats. Met 65 punten werd hij uiteindelijk vijftiende in de eindstand.
Op 27 augustus 2017 werd bekend dat Bendsneyder in 2018 overstapt naar de Moto2-klasse, waarin hij naast Remy Gardner voor het fabrieksteam van Tech 3 uitkomt.[7]
Bendsneyder zou overstappen naar WK Supersport, omdat hij geen plekje meer had in de Moto2-klasse. Toch in januari 2021 werd hem een plekje aangeboden voor het seizoen 2021 bij het Pertamina Mandalika SAG Team in de Moto2.
