О Бартоломео Булгарини упоминает в своих «Жизнеописаниях наиболее известных живописцев» Джорджо Вазари. Он сообщает, что Бартоломео был учеником Пьетро Лоренцетти, и даже написал портрет своего учителя, который ранее хранился в Сиене. Длительное время считалось, что работы Бартоломео Булгарини не сохранились. Однако этот художник был «открыт заново».
Его «открыватель», знаменитый знаток итальянского искусства Бернард Беренсон, сначала определил круг стилистически близких картин, однако не зная имени автора, придумал для него условное имя «Уголино Лоренцетти» из-за близости этих картин как к манере Уголино ди Нерио, так и к манере Пьетро Лоренцетти. Другая группа картин, частично совпадающая с той, что определил Беренсон, уже другим исследователем, Девальдом, была приписана руке анонимного мастера, которого он назвал «Мастер Овиле» (итал. Maestro d'Ovile) по картине, находившейся в сиенской церкви Сан Пьетро а Овиле. В 1936 году авторство обеих групп картин было идентифицировано с фигурой Бартоломео Булгарини.
Не существует ни одного подписанного Бартоломео Булгарини произведения. В инвентарной описи сиенского собора, сделанной в XVI веке, художника по имени Булгарини называют автором картины «Рождество», которая украшала алтарь св. Виктора (у каждого из четырех святых-покровителей Сиены есть свой отдельный алтарь в соборе, и алтарь св. Виктора один из них). Среди авторов, писавших картины для этих алтарей, можно назвать таких первоклассных художников как Симоне Мартини и Липпо Мемми («Благовещенье» — ныне в галерее Уффици, Флоренция), Пьетро Лоренцетти («Рождество Марии» — Сиена, собор), и его брата Амброджо Лоренцетти. Со временем специалисты сошлись во мнении, что «Рождество», указанное в инвентарной описи XVI века — это картина «Поклонение пастухов», которая хранится в Кембридже, в Художественном музее Фогг, и датируется приблизительно 1350 годом. Картина серьезно пострадала в свое время от грубых подновлений и отпиливания краев. В этом произведении можно видеть искусный баланс между двухмерной плоскосностью, характерной для сиенской живописи XIV века, и иллюзорной глубиной пространства картины, созданной с помощью двух тонких колонн.
В сиенских и флорентийских архивных документах Бартоломео упоминается несколько раз с 1337 по 1378 год. В 1345 году его имя появляется в связи с незначительными работами; в 1349 году, согласно документам, он пишет фрески в Порта ди Камоллья (городские ворота Сиены); эти фрески не сохранились, так же, как не сохранились созданные художником картины для капеллы св. Сильвестра в флорентийской церкви Санта Кроче, и для сиенского госпиталя Санта Мария делла Скала, которые фигурируют в документах. В 1363 году имя Бартоломео Булгарини появляется в списке гильдии сиенских художников, а запись от 1370 года сообщает, что мастер вместе со своей супругой вступает в братство при сиенском госпитале Санта Мария делла Скала, который был не столько госпиталем в современном понимании, сколько благотворительной организацией, приютом для страждущих и интернатом для брошенных детей. С этого момента и до конца жизни Бартоломео был связан с этим богоугодным сиенским общественным институтом. Запись от 4 сентября 1378 года сообщает о его кончине.
На основании технических особенностей изготовления картин той эпохи возникло предположение, обретающее всё больше сторонников, что после эпидемии чумы 1348 года Бартоломео Булгарини возглавлял крупнейшую в Сиене художественную мастерскую, в которой выполнялись работы многих известных сиенских мастеров. Булгарини создавал картины не только для сиенских учреждений — собора или госпиталя Санта Мария делла Скала (для которого он написал пять произведений), но работал также во Флоренции, Сан Джиминьяно, Пиенце, Гроссето и Лукке. Сегодня его кисти приписывается довольно обширный круг произведений (в основном это отдельные части разобранных алтарей), которые хранятся в лучших собраниях мира — вашингтонской Национальной галерее (Св. Екатерина Александрийская, ок. 1335 г.), парижском Лувре (Распятие ок.1350 г.), санкт-петербургском Эрмитаже (Распятие, после 1330 г.), нью-йоркском музее Метрополитен (Св. Матфей и Фома, ок. 1350 г.), сиенской Пинакотеке (Вознесение Марии; Св. Ансано; Св. Гальгано; Мадонна с младенцем, ок 1335 г.), в собраниях Германии — кёльнском музее Вальрафа Рихартца (Мадонна с младенцем на троне, ок.1350 г; Св. Петр, ок. 1350 г.; Св. Матфей ок. 1350г; Св. Франциск), а также в Берлине и Франкфурте на Майне; в Христианском музее венгерского города Эстергом ((Моисей, ок. 1350 г. и Пророк Даниил, ок. 1350 г.), в крупнейших частных собраниях — Кресса (Мадонна с младенцем) и Тиссена-Борнемиса (Мадонна с младенцем, четырьмя ангелами и святыми-мучениками), а также в церквях Тосканы.