Dans les évangiles synoptiques, le nom Barthélémy était probablement le patronyme de Nathanaël. Barthélémy fit la connaissance de Jésus grâce à Philippe. Jésus le voyant déclara « voici un véritable israélite en qui il n'y a pas de fausseté ».

La légende dorée de Jacques de Voragine en donne une description physique assez précise : « Il a les cheveux crépus et noirs, le teint pâle, les yeux grands, le nez régulier et droit, la barbe longue et mêlée de quelques poils blancs, la taille bien prise. Son visage , est toujours le même, toujours il est joyeux et gai. il est revêtu d'une robe sans manches avec des noeuds couleur de pourpre, son manteau est blanc, garni de pierres précieuses couleur de pourpre à chaque coin. Depuis vingt ans qu'il les porte, ses habits et ses sandales ne s'usent ni ne se salissent. ».

Barthélémy aurait vaincu ceux qui adoraient les idoles en Arménie, et après avoir guéri la fille du roi Polème, il convertit toute la famille de ce dernier.
C'est Astiage, le frère du roi Polème, qui fit capturer Barthélémy à cause de ses prédications et ne pouvant le faire abjurer, il le fit écorcher vif et crucifier, peut être la tête en bas. Selon une autre tradition, Barthélémy aurait été décapité.