Nato a Livorno il 24 giugno 1866 viene avviato alla pittura dallo zio Cesare Bartolena, che lo manda a studiare a Firenze dall’amico Giovanni Fattori. Il suo primo dipinto, esposto nel 1890 a Torino, è acquistato dalla Società Belle Arti di Torino. Partecipa a molte significative esposizioni italiane, in particolare sono da evidenziare nel 1926 la Mostra del Paesaggio e nel 1927 quella del Circolo di Cultura, entrambe a Bologna, mentre a Milano espone alla Galleria Milano e nel 1929 e 1930 alla Galleria Micheli. Viene invitato alla Biennale di Venezia del 1932 ed alla prima Quadriennale romana. La sua pittura è caratterizzata dall’uso del colore puro, prelevato direttamente dal tubetto ed impastato, senza incertezze, sulla tavola. La sua personalità si rivela in pieno nelle nature morte, ma anche nelle campagne di Campolecciano e nelle vedute di città, dove il colore raggiunge risultati di smagliante evidenza. Partecipa a molte rassegne del Gruppo Labronico. Muore a Livorno il 16 febbraio 1942. Nel 1946 viene allestita a Firenze la Mostra Retrospettiva di Giovanni Bartolena, alla Galleria Michelangelo.