1930-ban érettségizett a kunszentmiklósi Baksay Sándor Református Reálgimnáziumban. 1930–1934 között teológiát hallgatott a Debreceni Magyar Királyi Tisza István Tudományegyetem Hittudományi Karán. 1934–1936 között Halléban, Marburgban és Bázelben tanult. 1934–1935 között két lelkészképesítő vizsgát tett. 1938-ban a debreceniTisza István Tudományegyetemen teológiai doktori oklevelet szerzett. 1940-ben középiskolai vallástanári oklevelet szerzett Debrecenben.
Püspöki pályafutása
1934–1937 között Hajdúhadházon volt segédlelkész. 1936-ban Sápon, 1937-ben Debrecenben, 1937–1938 között Csaholcon segédlelkészként tevékenykedett. 1938–1945 között ismét Debrecenben lett segédlelkész. 1941–1945 között Munkácson vallásoktató lelkész volt. 1943-ban, Debrecenben szentelték lelkésszé. 1945–1949 között a csaholci gyülekezet lelkipásztoraként dolgozott. 1949-ben Berekfürdőn előbb segédlelkész, majd 1950–1952 között a Lelkészotthon igazgató-lelkésze volt. 1952–1957 között a Debrecen, Árpád téri gyülekezet lelkipásztora volt. 1953–1958 között a Debreceni Református Teológiai Akadémia rendes tanára volt. 1958–1986 között a Debrecen, Nagytemplom Keleti rész gyülekezetének lelkipásztoraként szolgált, valamint a Tiszántúli református egyházkerület püspöke volt. 1959–1987 között a Magyarországi Református Egyház Országos Zsinatának lelkészi elnöke és a Magyarországi Egyházak Ökumenikus Tanácsának elnöke volt. 1964–1978 között Keresztyén Békekonferencia alapító tagja és alelnöke, 1978-tól tiszteletbeli elnöke volt.
Politikai pályafutása
1954–1968 között a Debreceni Városi Tanács tagja volt. 1958–1964 között a Hazafias Népfront Hajdú-Bihar Megyei Bizottságának tagja volt. 1958–1988 között országgyűlési képviselő volt (Hajdú-Bihar megye és Debrecen: 1958–1967; Hajdú-Bihar megye 3. választókerület: 1967–1971; Hajdú- Bihar megye 8. választókerület: 1971–1980; Hajdú-Bihar megye 10. választókerület: 1980–1985; Országos lista: 1985–1988). 1958–1988 között a Hajdú-Bihar Megyei Tanács tagja volt. 1963–1988 között az Elnöki Tanács tagja volt. 1964–1981 között a Hazafias Népfront Országos Tanácsának tagja volt. 1968-tól az Országos Béketanács és a Béke Világtanács elnökségi tagja volt. 1974-től az Európai Biztonság és Együttműködés Nemzeti Bizottságának alelnöke volt. 1981–1988 között Országos Tanács Elnökségének tagja volt.
Magánélete
1941-ben házasságot kötött Gáborjáni Szabó Szendével. Két gyermekük született: ifj. Bartha Tibor (1944–2010) református teológus és Szende Enikő (1945).
Művei
Az isten igéje és igehirdetésünk. Kísérlet a barthi theologia homiletikai problémáinak megértésre (Theológiai Szemle, 1938)
A munkácsi református egyház középiskolás szórványinternátusa (Pápa, 1944)
Bartha Tibor, a Tiszántúli Református Egyházkerület püspökének székfoglaló beszéde (Debrecen, 1958)
A Heidelbergi Káté története Magyarországon. 1563–1965 (Szerkesztő, az előszót írta; Budapest, 1965)
Örökségünk és feladatunk. A magyarországi református reformáció, a II. Helvét Hitvallás elfogadása 400. évfordulóján rendezett ünnepségek iratai (Szerkesztette és sajtó alá rendezte: Tóth Károly; Budapest, 1968)
Békefi Benő: Bartha Tibor 50 éves (Református Egyház, 1962)
Pákozdy László Márton: Az ötven éves Bartha Tibor köszöntése (Theológiai Szemle, 1962)
Ottlyk Ernő: Az emberiség békéjéért és az egyház egységéért. Bartha Tibor a nemzetközi ökumené kiemelkedő személyisége (Theológiai Szemle, 1982)
Muntag Andor: Az újfordítású Bibliáról. Bartha Tibor a Magyar Bibliatanács ügyvezető elnöke, a bibliafordítás spiritus rectora (Theológiai Szemle, 1982)
Nagy József: Isten Igéje az igehirdető számára. Bartha Tibor, a Jubileumi Kommentár szerkesztőbizottságának elnöke (Theológiai Szemle, 1982)
Szigeti Jenő: A Református Egyház és a Szabad Egyházak Tanácsa kapcsolatai a lelkészképzésben. Bartha Tibor a hazai ökumené munkálója (Theológiai Szemle, 1982)
Salgó László: A református egyház és az izraelita hitfelekezet dialógusának jelentősége. Testvéri köszöntő Bartha Tibor református püspök-elnök 70. születésnapja alkalmából (Theológiai Szemle, 1982)
Küldetésben. Köszöntések az ökumenéből Bartha Tibor püspök 70. születésnapjára. Szerkesztette: Tóth Károly (Budapest, 1982)
Kocsis Elemér: Bartha Tibor püspök, a közéleti férfi (Confessio 1982)
Bartha Tibor munkásságának bibliográfiája. Összeállította: Lenkey István (Budapest, 1982)
Kocsis Elemér: Ércnél maradandóbbat alkotott (Reformátusok Lapja, 1987. 28.)
Erdei János: A „Szolgálatteológia” és kezdetei (A magyar protestantizmus. 1918–1948. Budapest, 1987)
Ottlyk Ernő: Bartha Tibor püspök köszöntése (Theológiai Szemle, 1987)
Kónya István: A „keskeny úton” a „szolgáló egyház” felé (Budapest, 1988)
Kocsis Elemér: Bartha Tibor nyugalmazott püspök emlékezete. – Bazsó Béla: „Mert tudom, hogy az én Megváltóm él…” Temetési igehirdetés (Theológiai Szemle, 1995)
Tibori János: A Tiszántúli Református Egyházkerület története. II–IV. kötet. 1957–1986. (Debrecen, 1996–2000).
Balogh Margit-Gergely Jenő: Egyházak az újkori Magyarországon 1790-1992. Budapest, História - MTA Történettudományi Intézete, 1996. (História könyvtár. Kronológiák, adattárak 4.)
Ki kicsoda? Életrajzi lexikon magyar és külföldi személyiségekről, kortársainkról. 4. átdolgozott, bővített kiadás. Szerkesztette: Hermann Péter. Budapest, Kossuth, 1981.