دونالد بارتلمی در سال ۱۹۳۱ در فیلادلفیا به دنیا آمد. دو سال بعد خانوادهٔ او به تگزاس نقل مکان کردند، در آنجا پدر بارتلمی استاد معماری در دانشگاه هوستون شد. در همین دانشگاه بارتلمی در رشتهٔ روزنامه‌نگاری تحصیل کرد. او در سال ۱۹۵۳ به جنگ کره اعزام گشت و در آن‌جا در یک روزنامهٔ ارتشی کار می‌کرد. بعد از بازگشت به آمریکا تحصیلات خود را در رشتهٔ فلسفه دانشگاه هوستون ادامه داد، اما در سال ۱۹۵۷ بدون گرفتن مدرک از ادامهٔ تحصیل منصرف شد.
در سال ۱۹۶۱ اولین داستان کوتاه اش را منتشر ساخت.