Пранделли начал карьеру менеджера в молодёжной команде «Аталанты». С юношеской командой «Аталанты» он добился прекрасных результатов с 1990 по 1997 год, особенно начиная с ноября 1993 по июнь 1997, когда он был временно исполняющим обязанности главного тренера в первой команде клуба. После неудачного сезона 1997/1998 в Серии А, когда он возглавлял «Лечче» и был уволен в январе 1998 года, Пранделли возглавил «Верону» на два сезона, приведя джаллоблу в Серию А, где на следующий год помог команде занять девятую строчку. Следующие два года Чезаре являлся главным тренером «Пармы», возглавляя которую, достиг национальной известности.
В начале сезона 2004/2005 он покинул пост тренера «Ромы» по семейным обстоятельствам. В сезоне 2005/2006 он возглавил «Фиорентину», заменив на посту главного тренера Дино Дзоффа. В этом сезоне Пранделли вместе с командой добился больших успехов, заняв четвёртое место в чемпионате и попав в Лигу Чемпионов. К сожалению для «фиалок» и Чезаре Пранделли, в результате известного скандала кальчополи «Фиорентина» и «Ювентус» были лишены мест в Лиге чемпионов. В итоге команда Пранделли, в отличие от «Ювентуса», который опустили в Серию B, начала сезон 2006/2007 в Серии А с пассивом в «-15» очков. 11 декабря 2006 года Чезаре Пранделли был назван лучшим тренером итальянского клуба в сезоне 2005/2006.
Несмотря на стартовое отставание от всех команд на 15 очков, Пранделли смог довести «Фиорентину» до шестого места в Серии А, квалифицировавшись в Кубке УЕФА на сезон 2007/2008. Команда смогла дойти до полуфинала, где была остановлена шотландским «Рейнджерс». В сезоне 2007/2008 «фиалки» смогли выиграть гонку за четвёртое место в Серии А у «Милана», получив право играть в Лиге чемпионов. В сезоне 2008/2009 «Фиорентина» также заняла четвёртое место, опередив «Дженоа».
После чемпионата мира-2010 в ЮАР возглавил сборную Италии вместо Марчелло Липпи. Контракт был подписан на 4 года[1]. 1 июля 2010 года в пресс-центре римского Олимпийского стадиона состоялась презентация Пранделли в качестве наставника итальянской сборной[2][3][4][5][6]. Итальянцы уверенно завоевали путевку на Евро-2012 не потерпев ни одного поражения и лишь два матча сыграв вничью. На турнире «Скуадра Адзурра» вышла из группы со второго места уступив первое лишь действующим чемпионам мира и Европы испанцам. В четвертьфинале Италия в серии пенальти повергла английскую сборную, а в полуфинале были обыграны немцы. В финале итальянцы уступили сборной Испании с разгромным счётом 0:4.
Пранделли руководил сборной и на чемпионате мира в Бразилии. В первом матче группового этапа итальянцы одолели сборную Англии (2:1), однако затем одинаковым счётом 0:1 проиграли костариканцам и уругвайцам, в результате чего заняли лишь 3-е место в группе не сумели пробиться в плей-офф. После этого Пранделли покинул пост главного тренера национальной команды.
8 июля 2014 года Пранделли возглавил турецкий «Галатасарай», подписав контракт на два года[7]. 28 ноября 2014 года Пранделли уволен с поста главного тренера «Галатасарая»[8]. Вместо него стамбульский клуб возглавил Хамза Хамзаоглу[9][10].