Fils d'un négociant parisien originaire du Nord-Pas-de-Calais, il fait ses études à Notre-Dame de Sainte-Croix puis au lycée Condorcet à Paris. Agrégé de lettres de l'ENS en 1894, il devient professeur d’histoire de l’art chrétien au Moyen Âge à la Sorbonne. Il est ensuite directeur d’études de la section d’histoire de l’art à l’Institut français de Florence (1909), puis le premier directeur du musée Jacquemart-André à partir de 1912 et le rédacteur en chef de la Gazette des Beaux-Arts. Erudit hispanique, il se consacre pleinement à l'étude de l'histoire de l'art et s'intéresse principalement à l'art hispanique médiéval, soulignant son importance dans la revue de L'Art. Il est également l'auteur des volumes correspondant à la peinture espagnole de la fin du Moyen Âge dans l'Histoire de l'Art d'André Michel. Il a formé entre autres historiens Julien Cain.
Interprète-lieutenant puis capitaine à l'état-major d'une division durant la Première Guerre mondiale, il est ensuite appelé à la tête du service des renseignements de la Direction de l'Aéronautique et se fait aviateur[2],[3].Le capitaine Bertaux effectue ainsi des missions aériennes, notamment sur le front italien à Gorizia où il retrouve Gabriele D'Annunzio. Il décède à Paris (16e) le [4] à 47 ans d'une maladie contractée lors d'une mission dans la Somme. Son nom est inscrit au Panthéon sur le mur à la mémoire des écrivains morts pour la France.
I monumenti medievali della regione del Vulture. Supplément de Napoli nobilissima, VI, Naples, 1897, p.I-XXIV.
Santa Maria di Donna Regina e l’arte senese a Napoli nel secolo XIV. Naples: Francesco Giannini e figli («Documenti per la storia e per le arti e le industrie delle provincie napoletane»; n. s., I), 1899.
L’Art dans l’Italie méridionale. T. I. De la fin de l’Empire romain à la conquête de Charles d’Anjou, p.XVI-835, Paris: Albert Fontemoing, 1903; Rome: École française de Rome, 1968.
Rome. Vol.1. L’Antiquité; vol. 2. De l’ère des catacombes à l’avènement de Jules II; vol. 3. De l’avènement de Jules II à nos jours. Paris: Renouard, H. Laurens («Les Villes d’art célèbres»), 1904-1905, prix Charles Blanc de l’Académie française en 1905; réimp. Paris: 1907 et 1913.
Donatello. Paris: Plon-Nourrit et Cie («Les Maîtres de l’art»), 1910.
Études d’histoire et d’art. Paris: Hachette et Cie, 1911. éd. révisée de «Le Tombeau d’une reine de France à Cosenza en Calabre», Gazette des Beaux-Arts, XIX, 1898, p.265-276, 369-378; «Les saints Louis dans l’art italien», Revue des deux mondes, LXX, 158, 1900, p.616-634; «Botticelli costumier», Revue de l’art ancien et moderne, XXI, 1907, p.269-286, 375-392; «Monuments et Souvenirs des Borgia dans le royaume de Valence», Gazette des Beaux-Arts, XXXIX, 1908, p.89-113, 198-220.
Exposición retrospectiva de arte., Paris, 1910
Barcelone et la Catalogne: Figueras, Gérone, Olot, Ripoll, Vich, Le Montserrat, Cardona, Paris, Hachette, , 64p. (lire en ligne)
Faculté des lettres: inauguration des bibliothèques Bertaux et Georges, Lyon, 1920, 10 p.
Mélanges Bertaux: recueil de travaux dédiés à la mémoire d'Émile Bertaux, Paris: Laurens, 1924, 348 p.
Mendoza, Cristina. Ramon Casas, Retrats al carbó. Sabadell: Editorial AUSA, 1995, 282pp. (catàleg). (ISBN84-8043-009-5).
V. Galati, 1899-1903-1904, Émile Bertaux: Architettura e Arte in Terra d’Otranto, dai trulli alle specchie, dalle cripte bizantine alle chiese normanne, in Paesaggi, città e monumenti di Salento e Terra d'Otranto tra Otto e Novecento, Una «piccola Patria» d'eccellenza, dalla Conoscenza alla Valutazione e alla Tutela dei Monuemnti ...,a cura di F. Canali, V. Galati, Firenze, 2017. pp, 713-731.