Pada tanggal 31 Agustus 2010, ia ditandatangani oleh Italia Serie A tim Bologna untuk € 2,1 juta (termasuk 5% kontribusi solidaritas untuk klub pemuda). Tidak ada biaya yang dijadwalkan untuk dibayarkan pada hari itu, tetapi 2 angsuran yang sama dijadwalkan pada tanggal 31 Desember 2010 dan 30 Juni 2011. Di Bologna, ia telah bekerja sama dengan sesama pemain internasional Uruguay, Henry Damián Giménez, Gastón Ramírez dan Miguel Britos, sebelum ini meninggalkan skuad untuk bergabung dengan S.S.C. Napoli. Di musim pertama Pérez di Serie A
, Bologna berhasil menempati posisi ke-16 dan menyelesaikan enam poin dari degradasi, mengkonfirmasi musim keempat berturut-turut di papan atas Italia. Dia juga berhasil tiga assist selama kampanye, terikat untuk sebagian besar di tim bersama dengan Riccardo Meggiorini.