Bertoia emigrò in America nel 1930. Ha studiato alla Cass Technical High School di Detroit e si è formato con una borsa di studio alla Cranbrook Academy of Art, Michigan. Dal 1939 al 1943 istituì un laboratorio di metallo e iniziò a insegnare gioielli e lavorazione del metallo. Nel 1943 lavorò con Charles e Ray Eames per la Evans Product Company dove sperimentarono sedute in compensato stampato. Nel 1950 fonda uno studio in Pennsylvania e introduce la sua famosa sedia "Diamond" realizzata con reticolo in acciaio saldato. Il successo è immediato e a metà degli anni '50 le royalties ricevute per queste sedie gli permettono di dedicarsi esclusivamente alla sua carriera scultorea.