Родился 20 апреля 1956 года в г. Тбилиси в семье преподавателей.
В 1977 году закончил биологический факультет Тбилисского государственного университета по специальности "биолог". Во время учебы был секретарем комсомольской организации биологического факультета.
В 1977 году переехал в Москву.
В 1980 году окончил аспирантуру МГУ им. М.В.Ломоносова, после чего девять месяцев был безработным.
С 1981 года — старший лаборант в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов Академии наук СССР (г. Пущино).
С 1985 по 1989 год — заведующий лабораторией молекулярной генетики клеток животных ВНИИ биотехнологии Министерства медицинской промышленности (Москва).
С 1989 по 1990 год — заведующий сектором ВНИИ генетики.
В 1988 году с группой научных сотрудников создал несколько кооперативов, занимавшихся производством биохимических препаратов для научных исследований, и совместных предприятий, специализирующихся в области электроники.
В 1988 году зарегистрировал общественную организацию с правом коммерческой деятельности "Биопроцесс", которая занималась биотехнологическим производством в области тонкой химии.
В 1990 году после перерегистрации "Биопроцесса" в акционерное общество Бендукидзе стал председателем Совета директоров.
С 1990 по 1993 год Бендукидзе — член Совета директоров, затем — главный управляющий корпорации НИПЕК.
Был директором советско-гонконгского СП "Уэб Текнолоджи" (зарегистрировано в апреле 1990 года).
В ноябре 1992 года участвовал в создании группы "Предпринимательская политическая инициатива-92".
В 1993 году был включен под №7 в общефедеральный список избирательного объединения "Преображение" на выборах в Государственную Думы. Список не собрал подписей для регистрации.
В 1993–1994 годах — член президиума Всероссийского движения "Предприниматели за новую Россию".
С 1994 года — председатель Совета директоров АО "Уралмаш", с 1997 года — председатель Совета директоров АО "Уралмаш-Заводы" (с 2000 года — "Объединенные машиностроительные заводы").
С 1995 года — член Совета директоров ОАО "Завод "Красное Сормово"" (г. Нижний Новгород).
С апреля 1999 года — член Совета эмитентов при Федеральной комиссии по ценным бумагам (ФКЦБ).
С 2000 по 2003 года — генеральный директор ОАО "Уралмаш".
С октября 2000 года — член Совета по предпринимательству при Правительстве РФ.
В октябре 2000 года избран членом бюро правления Российского союза промышленников и предпринимателей (работодателей) (РСПП). Руководитель рабочей группы РСПП по налоговой реформе и либерализации налогового законодательства.
В марте 2002 года стал одним из учредителей ЗАО "Шестой канал", но уже в апреле вышел из числа учредителей.
В июне 2002 года Бендукидзе сообщил, что лично контролирует 23% акций "Объединенных машиностроительных заводов".
С декабря 2002 года — судебный арбитр при комиссии по этике РСПП, созданной для урегулировании корпоративных споров.
С 2002 года — первый вице-премьер и председатель координационного совета Российского союза машиностроителей.
С августа 2003 года — член Общественной комиссии по инвестированию средств пенсионных накоплений.
Женат.