Bertelle, miembro de la VR46 Riders Academy, debutó en el Campeonato Mundial de Motociclismo en el GP de San Marino de 2021 en la categoría de Moto3 como piloto wild card. Aunque se quedó fuera de los puntos con un 18.º puesto, dejó una impresión duradera en Esponsorama Racing, que posteriormente le dio un contrato para la temporada 2022. Junto a él viajaba su compatriota Elia Bartolini, también miembro de la Academia VR46 y que compitió con él por el título del Campeonato Europeo de Motociclismo italiano, que Bartolini ganó por un estrecho margen.

En su primera temporada completa con una KTM, Bertelle sumó un punto en el Campeonato Mundial en la segunda carrera de la temporada en Indonesia, después de terminar la carrera en el 15° lugar. A esto le siguieron 3 puestos más en los que conseguir puntos, incluyendo un 9° puesto en su carrera de casa en Mugello, que también fue su mejor resultado en carrera hasta el momento. Sin embargo, su año de debut tuvo un final abrupto cuando se rompió el ligamento cruzado de su rodilla izquierda en una colisión con Scott Ogden en el Gran Premio de Alemania de Motociclismo en Sachsenring, lo que significó que estuvo fuera durante toda la segunda mitad de la temporada.

Para la temporada 2023 regresa al Mundial de Motociclismo, dejando el Esponsorama Racing, que se retira de la categoría de Moto3, para unirse al equipo Rivacold Snipers junto a su compatriota Romano Fenati, esta vez a los mandos de una Honda.^[2]​

(Carreras en negrita indica pole position, carreras en cursiva indica vuelta rápida)

Sistema de puntuación de 1993 hasta 2022:

Sistema de puntuación desde 2023 en adelante:

• * Temporada en curso.

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