Действительный статский советник (с 8.04.1873), камергер (с 9.04.1889). Из старинного рода немецко-итальянского происхождения, один из представителей которого в 1585 получил дворянство. Его дед переехал в Россию и стал придворным хирургом Павла I. Сын генерал-майора Фёдора Фёдоровича Бартоломея (1800-1862), бывшего в 1839-1846 Псковским губернатором, от брака с Еленой Михайловной Балугьянской (1810-1877), дочерью юриста М.А. Балугьянского. Родился в С.-Петербурге. Окончил Императорский Александровский лицей в 1854, однокурсник А.П. Кассини. В службе с 25.12.1854: в 1858 помощник секретаря, в 1860 - младший секретарь миссии в Константинополе, в 1862 секретарь миссии в Тегеране. В 1862 пожалован в камер-юнкеры. В 1865 - 1-й секретарь канцелярии МИД, в 1869 - чиновник особых поручений для пограничных сношений при Кавказском наместнике. С 1870 - советник посольства в Лондоне. С 26.04.1880 посланник в Греции, с 14.06.1880 - в США. Отозван по взаимному согласию сторон в связи с жалобами на легкомысленное поведение его второй жены. С 12.01.1882 - посланник в Японии. 30.11.1882 вышел в отставку, но 4.04.1889 снова определён в ведомство МИД. Скончался в Ричмонде.
За службу награждён российскими орденами Св. Станислава 2-й степ. (1863), Св. Анны 2-й степ. с имп. короной (1867), Св. Владимира 3-й степ. (1871), Св. Станислава 1-й степ. (1876), иностранными орденами Меджидие 4-й степ. (Османская империя, 1859), Христа командорского креста (Португалия, 1865), Льва и Солнца 2-й степ. со звездой (Персия, 1867). Имел медаль в память войны 1853-1856. Имение нераздельное с братом - 4000 десятин земли в Самарской губернии.
В 1873 Бартоломей принят в действительные члены Русского исторического общества на основании его работы по обеспечению доступа и подготовке копирования дипломатических документов из архивов британского МИД, опубликованных в XII и XIX томах «Сборников Императорского Русского исторического общества».
Женат дважды: 1) с 1870 на англичанке Мэри Энн Шорт, в первом браке Бредвуд (1832-1884), дочери Чарльза Шорта, супруги имели дочерей Элен Маргарет (1874-1957), замужем за Ж.Г.Ш. д`Этангом, Розу Татьяну (1876-1969), замужем за Р.Б. Кафферата, и Дору Маргариту Ирен, 2) с 29.05.1886 на Марии Дмитриевне Мартыновой (1860-1911), дочери поручика М.Д. Мартынова, супруги имели дочерей Дарью Михайловну (1891-?) и Василису Михайловну.
