Er war das jüngste von fünf Kindern des Hamburger Kaufmanns Otto Bartning. Nach dem Abitur 1902 begann er im selben Jahr sein Studium der Architektur an der Technischen Hochschule Charlottenburg. Gleichzeitig war er ab Ende 1905 freischaffender Architekt in Berlin. Noch als Student baute Bartning seine erste Kirche – in Peggau in der Steiermark. Gemeinsam mit Walter Gropius arbeitete er ab 1918 an der Bauhaus-Idee. Der internationale Durchbruch gelang ihm 1928 mit der Stahlkirche auf der Pressa in Köln. Nach dem Umzug des Bauhauses nach Dessau war Bartning 1926–1930 Direktor der Staatlichen Bauhochschule Weimar.
Als erfahrener Architekt im Spielfeld zwischen Kirche und Einfamilienhaus und Stadtplaner konnte Bartning auch in Gildenhall seine Professionalität unter Beweis stellen. 1924/25 lieferte er den Plan für die Bebauung der Handwerkersiedlung, die in großen Teilen auch so realisiert wurde und heute noch erahnbar ist.
Nur noch auf Fotos dagegen existiert das von ihm ganz im Bauhaus-Stil konzipierte Kreiskinderheim. Nach dem Zweiten Weltkrieg entwarf Bartning für das Evangelische Hilfswerk in Neckarsteinach drei Typen von Notkirchen insbesondere für Flüchtlinge und Vertriebene, 43 wurden in Deutschland gebaut.
Die meisten der noch vorhandenen Gebäude nach Bartnings Plänen stehen inzwischen unter Denkmalschutz.