Según el Evangelio de Juan, Natanael fue uno de los discípulos a los que Jesús se apareció en el Mar de Tiberiades después de su resurrección (Jn 21, 2). A él lo había llamado Jesús por mediación de Felipe (Jn 1, 45). Juan es el único evangelista que menciona a Natanael, y como en las listas de los evangelios sinópticos el nombre de Felipe es seguido por el de Bartolomé, la tradición asimiló a Bartolomé y a Natanael como uno solo.
Según los Hechos de los Apóstoles, Bartolomé fue uno de los Doce, según (Mt 10, 3), (Mc 3, 18), (Lc 6, 14). Fue también testigo de la ascensión de Jesús (Hch 1, 13).
Según una tradición recogida por Eusebio de Cesarea, Bartolomé marchó a predicar el evangelio a la India, donde dejó una copia del Evangelio de Mateo en arameo. La tradición armenia le atribuye también la predicación del cristianismo en el país caucásico, junto a San Judas Tadeo. Ambos son considerados santos patrones de la Iglesia Apostólica Armenia puesto que fueron los primeros en fundar el cristianismo en Armenia.
Se cree que Bartolomé murió martirizado en Abanópolis (Armenia), ciudad ubicada en la costa occidental del Mar Caspio, después de haber predicado en lugares como Mesopotamia, Persia y Egipto. Fue en Abanópolis donde el rey Astyages de Derbent lo condenó a ser torturado y a morir. El castigo consistía en arrancarle la piel en vida para luego decapitarlo.
Bartolomé ha sido muchas veces representado en el arte desollado y sosteniendo su piel con sus propias manos -dando la apariencia de llevar algún ropaje en las manos-. Sin embargo, es más común verlo en la iconografía de pie, con barba, con un libro y un cuchillo en las manos. Se cree que sus reliquias están conservadas en la iglesia de San Bartolomé, en la Isla Tiberina, en Roma.