Омер Бартов родился в киббуце в центральном Израиле в семье эмигрантов из Западной Украины. Окончил Тель-Авивский университет и колледж Святого Антония Оксфордского университета. Работал и преподавал в Гарвардском и Стэнфордском университетах.
В настоящее время почетный профессор Брауновского университета; возглавляет Департамент немецких исследований, работает над исследовательским проектом по истории полиэтничного населения города Бучач.Бартов считается одним из ведущих в мире специалистов по исследованию геноцида в период второй мировой войны.
В своих работах он подвергает сомнению популярное мнение, что вермахт непричастен к совершению военных преступлений или преступлений против человечности во Второй мировой войне. Напротив, О. Бартов утверждает, что вермахт, как одна из структур Третьего рейха, сыграл ключевую роль в Холокосте и других преступлениях против мирных жителей и военнопленных, на оккупированных территориях Советского Союза и других стран.