Dopo tre anni vissuti in penombra a Bologna (squadra nella quale militerà per tutta la carriera rifiutando persino un’offerta del Milan), nel campionato 1961-62 gioca ben 26 partite realizzando 8 reti. Bulgarelli sta maturando e le sue prestazioni migliorano partita dopo partita. A conferma di questo momento positivo, l’anno successivo colleziona 30 presenze in maglia rossoblù e segna 7 reti, aprendosi di fatto le porte alla Nazionale all’età di 21 anni. I mister Mazza e Ferrari lo fanno debuttare con la maglia azzurra durante i mondiali del 1962 disputati in Cile. Il suo esordio è il match Italia-Svizzera del 7 giugno 1962, partita che finì 3-0 e nella quale Bulgarelli segnò una doppietta rispettivamente al 65’ e al 67’. Purtroppo tale vittoria non servì a qualificare gli azzurri ai quarti di finale, visto che il 31 maggio si era strappato alla Germania un modesto 0-0, mentre il 2 giugno il Cile aveva rifilato due reti alla compagine italiana. Si tornò a casa con la coda tra le gambe, tanto che lo stesso Bulgarelli ricorda con amarezza l’arrivo in Italia: «all’aeroporto ci accolsero coi pomodori. Ricordo che guardavo in basso cercando di non incrociare lo sguardo di tutta quella gente che urlava contro di noi. Furono istanti di tensione». Comunque, dopo quella doppietta rifilata alla Svizzera, il tecnico Fabbri s’innamorò calcisticamente di Bulgarelli ma – come vedremo poi – tale fiducia finì col danneggiare fisicamente lo stesso giocatore.
Nei mesi a seguire, Bulgarelli matura calcisticamente e, insieme a Rivera, permette spesso alla nazionale di quegli anni (non proprio brillante) di ottenere anche discreti risultati. L’11 novembre del 1962, l’Italia batte fuori casa l’Austria in amichevole per 2-1. Il 2 dicembre, in vista delle qualificazioni agli Europei, la nostra nazionale travolge la Turchia per 6-0 all’andata e per 0-1 al ritorno. Dopodiché, il 12 maggio arriva un’amichevole di lusso: Italia-Brasile. Gli azzurri vogliono fare bella figura davanti al pubblico di casa (76.500 spettatori, 105 milioni d’incasso e primato per la nazionale fino a quel momento) e anche Bulgarelli vuol confermare la fiducia dell’allenatore. Gianni Brera commenta così quella partita: “Bulgarelli non sapeva trovare la giusta misura all’avvio. E senza dubbio lo danneggiava il becero avventarsi di Sormani e Mazzola nel più fitto della mischia. Non basta passar bene: bisogna ci sappia fare anche colui al quale è diretto il passaggio. Alla ripresa, le cose non accennavano a mutare. I brasiliani avevano messo fuori anche Dorval e Ney ha fatto fare qualche magra a Facchetti, che non ha mai vinto un contrasto. Fabbrino ha chiamato Sormani e gli ha dato un buffetto (brao brao bordel, mo’ va’ ben fuori): è entrato Corso a offrire il proprio apporto sornione in un centrocampo che ormai boccheggiava. Avrei sostituito anche Rivera, io dico adesso: ma Giovannino è un asso e l’invenzione può sempre trovarla. Bulgarelli – su Mengalvio – prendeva quota. Corso faceva correre Mazzola e anche Menichelli, uomo che non va certo chiamato a palleggi di fino; Menichelli è un atleta autentico e si deve lanciare profondo: allora si è un asso. Gilmar gli ha dovuto parare ben tre tiri-gol. Rivera si andava spegnendo: al 6’ aveva mancato un altro facile tiro-gol: in seguito si è trovato costretto a concludere (male) per non aver saputo cogliere l’attimo in appoggio. Mazzola si è mosso meglio, battendosi con la grinta che era di suo padre. Un suo prezioso duetto con Corso ha consentito a Bulgarelli di infilare il più bel gol della giornata. […] Bulgarelli è andato crescendo per la nullaggine dinamica di Zito e Mengalvio: il richiamo del gol è ancora troppo vivo in lui”.
Alla fine l’Italia batte i brasiliani 3-0 (rete di Bulgarelli al 76’) e il centrocampo azzurro ottiene dei voti altissimi (Trapattoni 9, Bulgarelli 8, Mazzola, Corso, Sormani e Rivera 7). La serie positiva continua ancora contro l’Austria (rete di Trapattoni), ma viene interrotta contro la Russia, sia all’andata che al ritorno: gli azzurri perdono 2-0  fuori casa e pareggiano 1-1 a Roma. L’Italia, infine, si rifà a Torino, dove batte per l’ennesima volta l’Austria con rete decisiva di Rivera.
La «Gazzetta dello sport», in un libro speciale sulla storia dei mondiali pubblicato nel 1982, descrive così Bulgarelli: «E’ approdato al calcio senza altro assillo che lo sfogo del proprio talento. E’ un giocatore tecnico intelligente che al pallone non deve e non dà tutto».
Nel 1964 il Bologna di Bernardini conquistò lo scudetto e Bulgarelli fu uno dei protagonisti di quel ciclo. Tra amichevoli e prestazioni azzurre collettive non eccezionali, si arriva al 1966, fatidico anno dei mondiali in Inghilterra.
C’è una curiosità legata a Bulgarelli in Inghilterra e che dimostra ulteriormente come la sua filosofia «non si vive di solo calcio» sia sempre stata da lui applicata. Amante delle buone letture e del teatro, una sera lasciò di nascosto il ritiro della nazionale per andare a vedere Laurence Oliver all’Old Vic. Oggi l’interessato parla dell’episodio con un po’ di timidezza, come se quella veniale “trasgressione” fosse ancora viva: «non avevo tante occasioni per andare in Inghilterra e pertanto una sera decisi di andare in quel bellissimo teatro. Quando mi sarebbe ricapitato? Avevo anche la fortuna di non essere riconosciuto visto che mi trovavo in un paese straniero».
Tornando al calcio giocato e al mondiale del ‘66, il 19 luglio si affronta la Corea del Nord, avversario molto debole sulla carta, tanto che Valcareggi, vice di Fabbri, dice: «Chi sono poi questi coreani? A vederli giocare sembra una comica di Ridolini». Bulgarelli viene messo in campo nonostante sia dolorante ad un ginocchio: sembra che Fabbri non possa rinunciare per nulla al mondo alla sua presenza, anche se giocasse con una gamba sola. Ma bastano appena 33 minuti di gioco che il centrocampista di Bologna crolla a terra: «sentii cedere il ginocchio – ricorda – e da allora quel dolore non mi abbandonò più, anche se dopo lo superai e giocai per altri 9 anni. Quella gara però mi ha accompagnato per tutta la vita e, ogni volta che sento il nome della Corea non posso che pensare a Pak Doo Ik, che ci eliminò con una rete segnata al 42’».
«La nazionale di quegli anni – continua Bulgarelli – non aveva veri e propri punti deboli: la squadra era buona, ma la sfortuna perseguitò me e tutto il resto dell’organico. Inoltre bisogna considerare che, a quei tempi, le squadre venivano eliminate più facilmente. Oggi è praticamente impossibile che nazionali forti perdano nei gironi preliminari, in quanto ci sono nuove regole che permettono il ripescaggio considerando la migliore terza, il numero dei gol segnati ecc. Una volta si qualificava solo la prima di ogni girone e bastava perdere una sola partita per essere fuori».
In totale Bulgarelli collezionò 29 gare con la maglia dell’Italia, segnando 7 reti, ma la sua parabola discendente in nazionale iniziò proprio dopo il mondiale del 1966, dopo il quale lo stesso centrocampista pagò lo scotto di essere escluso da un rinnovo generale del club azzurro e da quel brutto infortunio che lo tenne lontano dai riflettori per diverso tempo.
Bulgarelli continuò comunque ad essere la bandiera del Bologna vincendo due coppe Italia nel 1970 e 1974.
Per alcuni anni sulle pagine del Nazionale Italiana Calcio ha trovato spazio il Bulgarelli Fans Club, fondato e gestito da Sanavia Alberto e Longhin Federico. Il club è stata una simpatica esperienza, poi a distanza di anni, esauritasi.
Si è spento dopo una lunga malattia nella sua Bologna il 13.02.2009.