Agustí Bartra i Lleonart va néixer el 8 de novembre de 1908 a Barcelona. Fins als vuit anys va viure al barri del Guinardó i, posteriorment, la seva família es va traslladar a Sabadell. Va cursar els primers estudis a l'Escola Montessori del Guinardó. Poeta, narrador i dramaturg, de ben petit ja va demostrar una gran passió per la lectura. Va començar a escriure el 1934, any que va ser premiat en un concurs de contes socials organitzat per l'Ateneu Enciclopèdic Popular. Va treballar en el sector tèxtil i també com a col·laborador a Mirador. Va col·laborar també a la revista Amic. Va publicar el llibre de contes L'oasi perdut (1937) i l'any següent el seu primer llibre de poesia, Cant corporal.

El febrer de 1938, amb l'esclat de la guerra civil espanyola, va marxar al front republicà d'Aragó. Després de la derrota de la República, el 1939, Agustí Bartra va passar a França, on va estar internat al camp de concentració de Sant Cebrià, el d'Argelers (Roselló) i també a Agde (Llenguadoc). A l'agost de 1939, el van autoritzar a traslladar-se al Château de Roissy-en-Brie, on va trobar, entre d'altres, els escriptors catalans, també exiliats, Joan Oliver, Xavier Benguerel, Mercè Rodoreda, Domènec Guansé i Pere Calders; També hi havia la periodista i escriptora Anna Murià, amb qui formaria parella i tindria anys a venir un fill, Roger, i una filla, Elionor.

A finals de 1940, es van embarcar cap a la República Dominicana, on van passar un any; després, mig any a Cuba; i finalment es van establir a Mèxic, l'agost de 1941. Allà van retrobar l'escriptor Pere Calders, i Bartra va treballar amb ell a l'Estudio Llama, dedicat al dibuix comercial. A Santo Domingo, va començar a escriure la novel·la Xabola, que posteriorment s'anomenaria Crist de 200.000 braços, on va recollir l'experiència dels camps de refugiats i especialment la seva amistat amb Pere Vives, un refugiat que va morir al camp d'extermini nazi de Mauthausen. Aquesta obra va guanyar el premi Fastenrath dels Jocs Florals de l'exili. El 1942, Bartra va publicar Oda a Catalunya des dels tròpics, amb traduccions a l'anglès i al castellà, i també va publicar el mateix any L'estel sobre el mur, un recull de narracions.

A Mèxic va fer de traductor d'obres del francès i de l'anglès, a més de col·laboracions en revistes mexicanes i catalanes. Va continuar elaborant la seva obra poètica que seria testimoni de tot un seguit d'experiències culturals i anímiques noves. Destaquen títols com: Oda a Catalunya des dels tròpics (1944) i Màrsias i Adila (1948), poema llarg, de pretensions èpiques, i potser una de les seves obres més ambicioses. També va publicar l'any 1946 el volum L'arbre de foc amb la portada dissenyada pel seu amic Pere Calders.

Més endavant van aparèixer Màrsias i Adila i Rèquiem (1948). La primera representa una de les epopeies catalanes modernes més importants: en resposta a la història individual i col·lectiva, Bartra basteix una actitud moral que assoleix dimensions universals i que, més tard, prossegueix a Quetzalcòatl, publicada únicament en versió castellana (1960). Aquesta obra del gran mite mexicà, començada en català i després directament en castellà, li va valer un ampli reconeixement dels joves escriptors mexicans. S'hi reflecteix el que va significar Mèxic per a l'escriptor: no hi ha ruptures de cap mena ni en el pla temàtic, ni en el tractament dels mites, ni en la seva concepció de l'home, ni tan sols en els aspectes formals, sinó la incorporació d'elements nous i específics que enriqueixen la seva obra global.

Va ser un dels fundadors de la revista Lletres (1944-48), de la qual van aparèixer deu números. El 1948 va obtenir una beca de la Fundació Guggenheim, que va ser renovada el 1949 i que li va permetre viure dos anys als Estats Units. Durant aquesta estada, va ser quan va oficialitzar la unió amb Anna Murià. Bartra va traduir poesia nord-americana al català, i va publicar Odisseu (1953), Oda Atlàntica (1951) i Una antologia de la lírica nord-americana (1951). Odisseu és el protagonista d'un llibre de narracions en prosa, tot i que intercala llargs poemes, construït a partir del personatge d'Homer. Bartra mostra l'angoixa de l'exiliat que vol tornar al seu país. A través dels tràngols i de les il·lusions del seu reinventat personatge, el poeta va desgranant el desig de tornar a la terra natal on l'esperen la llar completa i el paisatge dels seus.

El 1954 va publicar a Barcelona una antologia poètica (per primera vegada des de la guerra civil) i el 1955, hi va editar la versió castellana d'Odisseu. El 1956 es va publicar la versió francesa, a París, de Màrsias i Adila; el 1957 es va estrenar a Mèxic la versió castellana de l'obra teatral Cora y la magrana, i el 1958 es va publicar la traducció de Xabola, amb el títol de Cristo de 200.000 brazos, amb un notable èxit de crítica.

L'any 1954 va començar a difondre la seva obra a Catalunya, amb la publicació de Poemes: primera antologia en la col·lecció Óssa Menor, d'Edicions Proa. El 1960, any de la publicació de Quetzalcòatl, —un llarg poema sobre l'Home llum de la mitologia mexicana—, li va ser concedida la beca Guggenheim per tercera vegada i va passar un any a la Universitat de Yale i dos mesos a Europa. En aquest viatge a Europa va assistir a la Biennal de Poesia Internacional de Knokke-le-Zoute (Bèlgica), el setembre de 1961. Dos anys més tard, va fer una estada de dos mesos als Estats Units per impartir una sèrie de cursets, conferències i recitals en dotze universitats i institucions americanes.

Va continuar publicant a Mèxic: Deméter (1961); Ecce homo (1964, apareguda en català el 1968) en la qual l'aventura personal és matèria elegíaca, i a través d'ella explica l'home que lluita contra allò que pot negar-lo, amb recursos formals poc freqüents en la literatura catalana; La Luz en el yunque (1965); El teatro de cristal (1966) i la novel·la La luna muere con agua (1968, versió catalana publicada el 1969). També es va publicar el singular llibre d'Anna Murià, Crònica de la vida d'Agustí Bartra (1967). L'any 1968 va veure publicada la seva obra Ecce homo a Barcelona, tot i que amb algunes mutilacions. El llibre consta d'onze elegies i una cançó final. Els diferents episodis marquen diverses fites d'una cosmologia particular de Bartra que són els quatre elements clàssics: terra, foc, aire i aigua.

El setembre de 1969 va anar a Washington a ocupar la càtedra Juan Ramón Jiménez de poesia hispanoamericana a la Universitat de Maryland. Va rebre el premi Ciutat de Terrassa (1969) per l'obra Doso; i aquest fet accelerà la decisió de tornar a Catalunya. Va tornar l'11 de gener de 1970 i, a partir del 5 de febrer de 1971, es va instal·lar amb la seva dona, l'escriptora Anna Murià, a Terrassa. Paral·lelament, Edicions 62 va iniciar la publicació de l'Obra poètica completa. Van ser uns anys de gran producció poètica, com una segona joventut per a l'autor que va servir d'esperó a les noves generacions.

En aquesta última etapa de la seva vida va publicar deu llibres. Doso, guanyador del premi Ciutat de Terrassa, o Els himnes, premi Carles Riba el 1973, en són els més destacats. En teatre va destacar, entre altres, amb obres com La noia del girasol (1982), premi Santiago Rusiñol, 1981. A partir d'aquí li van arribar els reconeixements públics, tan nacionals com internacionals. Va ser membre del jurat del Premi Internacional de Poesia de la revista "Books Abroad" i el 1978 va assistir al Festival Internacional de Poesia de Rotterdam on es va homenatjar la poesia catalana i alguns versos de l'autor van ser traduïts a tretze idiomes.

L'abril de 1980 va assistir al Col·loqui d'Estudis Catalans a Nord-amèrica, celebrat a la Universitat de Yale. Els seus darrers llibres van ser: Rapsòdia d'Arnau (1974), Rapsòdia d'Ahab (1976) o El gos geomètric (1979). L'any 1980 va passar una breu temporada a Andorra on va escriure els Haikús d'Arinsal (1981). La ciutat de Terrassa el va nomenar fill adoptiu. Aquell mateix any, el 15 de novembre, va perdre la visió d'un ull i dues setmanes més tard va patir una embòlia cerebral, però no va aturar l'activitat literària fins que va morir a Terrassa el 8 de juliol de 1982, el mateix any que se li havia concedit la Creu de Sant Jordi de la Generalitat de Catalunya. Pòstumament es va publicar el volum Obra Completa II (1972-1982).

Tradicionalment la poesia de Bartra s'ha relacionat amb la de Walt Whitman. Però també li van interessar altres escriptors nord-americans com Sanburg, Dickinson, Crane o Eliot. També va seguir les petges dels grans poetes romàntics alemanys com Novalis, Hölderlin i Rilke. Gràcies als escrits de difusió escrits per la seva dona, l'escriptora Anna Murià, es disposa d'una perspectiva privilegiada i apassionada de tot el contingut i el sentiment de la seva obra.