Родился в Одессе, в зажиточной еврейской семье из Николаева[1]. Его дед, Гейнех Бертенсон, был купцом, который перевёл своё дело из Николаева в Одессу. Отец, Бернард Васильевич Бертенсон (1815—1871), учился на медицинском факультете Харьковского университета, 30 лет служил в одесской городской Думе, занимался общественной деятельностью и сотрудничал в местных газетах.
Лейб-медик, член императорского Медицинского совета, различных учёных обществ России. Печатался во «Враче», «Медицинском вестнике» (см. И. С. Тургенев, «Медицинский вестник», 1883, № 36), «Трудах Русского общества охранения народного здравия», «Русском враче», «Горном журнале» и др.
Портрет Льва Бернардовича Бертенсона , 20-е годы
Среди прочего возглавлял особую комиссию Медицинского совета по борьбе с проституцией.
Жена — Ольга Аполлоновна (1850—1941), выпускница Петербургской консерватории, сопрано Мариинского театра; дочь историка Аполлона Александровича Скальковского (1808—1899), члена-корреспондента Санкт-Петербургской академии наук[2].
Сыновья: Борис Львович Бертенсон (1878—1905), врач, погиб при Цусиме в 1905 году; Михаил Львович Бертенсон, морской офицер; Сергей Львович Бертенсон (1885—1962), библиограф, историк литературы и театра, переводчик.
Брат — Василий Бернардович Бертенсон (1853—1933), старший врач Отдельных гардемаринских классов, личный врач П. И. Чайковского, выпускник Медико-хирургической академии в Санкт-Петербурге[4]. Был женат на камер-фрейлене императрицы Марии Николаевне Бертенсон; их сын — музыковед и пианист Николай Васильевич Бертенсон (1889—1960).
Сестра — Полина Бернардовна Бертенсон (в замужестве Воронец), пианистка, ученица Н. Г. Рубинштейна.
