Miskolcon érettségizett, majd a budapesti tudományegyetemen földrajz-természetrajz szakon folytatta tanulmányait. Itt szerzett tanári oklevelet 1936-ban. 1937-ben bölcsészdoktori diplomát kapott. 1937–1939 között a budapesti VII. kerületi díszítő- és sokszorosító szakirányú községi tanonciskola helyettes pedagógusa, valamint a Pázmány Péter Tudományegyetem Földtani Intézetének díjtalan gyakornoka, 1939–1941 között tanársegéde volt. 1940–1941 között a Magyarhoni Földtani Társulat (MFT) titkára, 1981-től tiszteletbeli tagja volt. 1941–1949 között a Magyar Állami Földtani Intézet (MÁFI) tudományos munkatársa volt. A második világháború idején (1939–1945) katonai szolgálatot teljesített; századparancsnokként szerelt le. 1949–1956 között, valamint 1962–1971 között a Nógrádi Szénbányászati Tröszt főgeológusaként tevékenykedett. 1956–1958 között a MÁFI főgeológusa és a Szénbányászati Minisztérium tanácsadója volt. 1958–1962 között az Országos Földtani Főigazgatóság Földtani Osztályának vezetője. 1971-ben vonult nyugdíjba.
Munkásságának középpontjában a triász és harmadidőszaki üledékes területek térképezése állt; e tevékenysége közben tárta fel Sóshartyánban 1948-ban a később Jodaqua néven palackozott gyógyvizet. Őslénytani és rétegtani kutatásai közül a legjelentősebb az ipolytarnóci kövületlelőhely feltárása.
Családja
Szülei: Bartkó Vilmos MÁV-felügyelő és Novák Mária voltak. Felesége, Mudroch Irén volt. Fia: Bartkó Tamás. A család 1920-tól Miskolcon élt, majd Budapestre költözött.
Művei
Földtani és őslénytani adatok Rákosszentmihály és környékének oligocén–miocénkori rétegeihez (Egyetemi doktori értek.; Budapest, 1937)
Jaskó Sándor: Bartkó Lajos emlékezete (MÁFI évi jelentése, 1988)
Carya bartkoi (Pásztói Hírlap, 2005)
A külföldi magyar intézetek működése és a magas műveltség célját szolgáló ösztöndíjak az 1925/26 ? 1941/42. tanévben. Összeállította az Országos Ösztöndíjtanács. Budapest, 1927-1944.
Természettudományos és műszaki ki kicsoda? Szerkesztette: Szluka Emil, Schneider László. Budapest, Országos Műszaki Információs Központ és Könyvtár, 1986.