Происходил из потомственной дворянской семьи Бартеневых; его отец, подполковник Иван Осипович (?—1834), был уроженцем Костромской губернии и имел там небольшое имение на границе Буйского и Солигаличского уездов. Как вспоминал Пётр Бартенев, «состояние наше было избыточное и без всяких долгов, напротив, с возможностью помогать соседям <…> На конюшне у нас в городе стояло 12 лошадей, а в деревне процветал конский завод, для которого ещё дедушка приобретал Мекленбургских жеребцов»; однако «в 1837 году началось наше разорение с выходом в замужество старшей сестры моей Аполлинарии за Платона Александровича Барсукова <…> и хоть у отца его было своё хорошее имение в Меринковском уезде Владимирской губернии, но он предпочёл остаться на наших хлебах до самого 1846 года, постепенно разоряя наше благосостояние и тайком совершивши купчую на своё имя, когда маменька в приданое его жене и своей любимице купила сельцо Алексеевку».
В 1854—1858 годах служил в Московском Главном архиве Министерства иностранных дел[2]. После издания в 1856 году собрания писем царя Алексея Михайловича сблизился с виднейшими славянофилами, особенно с Аксаковыми. С 1856 года сотрудничал с либеральным славянофильским журналом «Русская беседа» (с января по ноябрь 1857 года редактировал журнал)[3]. Для углубления своих знаний Бартенев путешествует в 1858—1859 годах за границей, слушает курс лекций в Берлинском университете. Он долго жил в Берлине, выезжал в Лондон, Париж, Прагу. В Лондоне П. И. Бартенев встречался с Герценом, передал ему для публикации некоторые материалы.
Сотрудничал с московскими журналами, опубликовал ряд статей, а затем и монографий, посвящённых А. С. Пушкину. Вёл записи рассказов о Пушкине от современников поэта; во многом его публикации имеют значение первоисточника. Наряду с П. В. Анненковым считается основателем пушкинистики.
C 1863 года Бартенев издавал журнал «Русский архив», где публиковались исторические и литературно-биографические материалы. В качестве дополнения к этому изданию увидели свет сборники документов «Осмнадцатый век» (1868—1869) и «Девятнадцатый век» (1872), а также 40-томный архив князя М. С. Воронцова. Познакомившись в 1864 году с Л. Н. Толстым, Бартенев консультировал писателя по историческим вопросам во время написания романа «Война и мир», также Бартенев стал издателем первой полной версии этого романа в 1868—1869 годах[4].
В конце жизни Бартенев занимал крайне правые позиции, вступил в Союз русских людей[5].
сыновья Юрий Петрович (1866—1908), Сергей Петрович (1863—1930), пианист, преподаватель музыки в Николаевском институте, историк Московского Кремля — отец Николая, Василия, Александра, Марка, Кирилла, Фёдора, (поволжского помещика, убитого крестьянами), Фёдор Петрович, Георгий Петрович;
дочери Наталья Петровна, Надежда Петровна, Татьяна Петровна, Елена Петровна.
Адреса в Москве
1853—1859 — Хохловский переулок, 7 — работал в Главном архиве министерства внутренних дел;
Также в фонде хранится богатейшая коллекция Бартенева, состоящая из рукописей, писем и документов выдающихся государственных деятелей, литераторов, учёных за 1605-1800-х гг.
↑Журнал «Русская беседа». 1856—1860 годы (неопр.). Российская национальная библиотека: Периодические издания славянофилов. Дата обращения: 2 февраля 2020. Архивировано 2 февраля 2020 года.
↑Домовой храм (неопр.). Дата обращения: 10 января 2013. Архивировано из оригинала 24 января 2018 года.
↑Филаткина Н. А. Некрополь Алексеевского монастыря, 1841–1924 : словарь-справочник / авт.-сост.: Филаткина Н. А.. — М. : Русский мiръ, 2016. — С. 42. — 403, [4] с., [16] л. ил., цв. ил., портр., факс. : ил. — (Энциклопедия «Русского мiра»). — 1500 экз. — ISBN 978-5-89577-220-1. — OCLC962401404.
↑Семья П. И. Бартенева (неопр.). Липецкое областное краеведческое общество. Дата обращения: 22 августа 2014. Архивировано из оригинала 26 августа 2014 года.
↑Мясницкая, 7. Усадьба Салтыковых — Чертковых (неопр.). Моя Москва. Дата обращения: 2 февраля 2020. Архивировано 15 июля 2020 года.
↑Вострышев М. И., Шокарев С. Ю. Вся Москва от А до Я: энциклопедия. — М.: Алгоритм, 2011. — С. 54. — 1064 с. — ISBN 978-5-4320-0001-9.
Бартенев П. И.Воспоминания // Российский архив: История Отечества в свидетельствах и документах XVIII—XX вв.: альманах. — Т. 1. — М.: Студия ТРИТЭ; Рос. архив, 1994. — С. 47—95.
Ахметьева Н. П., Ахметьев М. А. Издатель журнала «Русский архив» Пётр Иванович Бартенев, его предки и потомки. — Липецк: Липецкое обл. краеведч. о-во, 2010. — 223 с. — (Записки Липецкого областного краеведческого общества; Вып. 8).
Зайцев А. Д. Пётр Иванович Бартенев и журнал «Русский архив» / А. Д. Зайцев; Археографическая комиссия РАН. — М.: Акционерное общество открытого типа «Московские учебники и картолитография», 2001. — 280 с. — 2000 экз. — ISBN 5-7853-0149-0. (в пер.)
Записная книжка П. И. Бартенева, 1907—1909 гг. / Публ. [вступ. ст. и примеч.] Т. А. Лобашковой, С. Д. Воронина // Российский архив: История Отечества в свидетельствах и документах XVIII—XX вв.: альманах. — Т. XV. — М.: Студия ТРИТЭ; Рос. архив, 2007. — С. 462—473.
Фёдоров В. А. Бартенев Пётр Иванович // А. Ю. Андреев, Д. А. Цыганков Императорский Московский университет: 1755—1917 : энциклопедический словарь. — М.: Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН), 2010. — С. 52—54. — ISBN 978-5-8243-1429-8.