Nacido en Darby, Pensilvania, en una familia cuáquera, Bartram mostró un interés por la historia natural desde una edad temprana. Considerado el primer botánico de América, aunque se llamó a sí mismo agricultor, en 1728 compró una granja de 102 acres en el río Schuylkill y dedicó una parcela de cinco acres como jardín botánico, el más antiguo de la nación. Cuatro años más tarde, Bartram comenzó una correspondencia con Peter Collinson, un comerciante londinense y botánico aficionado. Bartram comenzó un comercio transatlántico de semillas y plantas con Collinson, transformando su jardín botánico en un vivero comercial y publicando el primer catálogo de viveros en los Estados Unidos en 1783. Su relación con Collinson lo expuso a destacados intelectuales y mecenas en Europa, incluyendo a Phillip Miller, autor del Diccionario de Jardineros, y Carl Linneo, entre otros.
Como figura destacada en la sociedad de Filadelfia, Bartram fue fundamental en la fundación de la Sociedad Filosófica Americana con Benjamin Franklin en 1743. Su comercio internacional y correspondencia lo llevaron a ser nombrado Botánico Real del rey Jorge III en 1765. Con el dinero que ganó en su nuevo cargo, Bartram hizo su expedición más larga, a través de las Carolinas y Georgia hasta San Agustín, Florida. Su negocio de viveros se expandió y prosperó, sobreviviéndolo por tres generaciones. Entre 1734 y su muerte en 1777, se cree que Bartram introdujo más de 150 especies de plantas de América del Norte en Europa.
