Attore di teatro prima che di cinema, comincia a calcare le scene nel 1969 portando in scena personaggi e opere che spaziano dal repertorio classico a quello contemporaneo. Lavora spesso sotto la direzione artistica di Carlo Cecchi.
Con "Il tartufo" diretto da Armando Pugliese, da Moliére, vince il premio UBU come miglior attore non protagonista per la stagione teatrale 1997-1998. Esordisce come regista teatrale, nel 1996, con la messinscena di "Les femmes suivantes", cui fanno seguito quelle di "Un pezzo di monologhi e passi", 1999, e di "Il colonnello con le ali", 2001.
Al cinema, invece, esordisce come attore nel 1982 con Stangata napoletana di Vittorio Caprioli, ma è durante gli anni Novanta che trova e acquisisce una professionalità più regolare e un'identità più riconoscibile e riconosciuta. Interpreta numerosi film di giovani promesse e di navigati autori del cinema italiano più impegnato, dal Mario Martone di Morte di un matematico napoletano (1992) a Pasolini - un delitto italiano (1995) di Marco Tullio Giordana, per cui vince il premio Sacher d'oro come miglior attore non protagonista.
Il suo profilo longilineo e vagamente incurvato, la sua maschera facciale ispessita da rughe espressive e da occhi infossati e penetranti diventano segni particolari di un attore che sa esplodere sopra le righe tanto quanto sa trattenere i toni e i drammi interiori. Preferisce apparire in sordina, ma le sue interpretazioni poi rimangono impresse nella memoria: ne Il principe di Homburg (1996) è diretto da Marco Bellocchio, nel trascurato Elvis & Merilijn dall'esordiente Armando Manni, ne Il partigiano Johnny (1999) da Guido Chiesa. Lavora con Nanni Moretti (La stanza del figlio, 2001) e con Giuseppe Piccioni (Luce dei miei occhi, sempre 2001). Marco Bellocchio lo rivuole con sé nell'intenso L'ora di religione (2002), e nello stesso anno è anche nel cast di La regina degli scacchidi Claudia Florio.
Nel corso degli anni, Bertorelli non disdegna apparizioni in sceneggiati, serie e miniserie per la televisione, quasi sempre scelti con oculatezza e con intelligenza, ma è nel 2005 che azzecca la sua interpretazione forse più memorabile, quella dell'oscuro deus ex machina che vaticina, per l'Italia sociale e politica, nere profezie e disgrazie nel rosseggiante finale alla Munch di Romanzo criminaledi Michele Placido, tratto dal bel libro di Giancarlo De Cataldo. Poco dopo è ancora insieme a Moretti ne Il caimano, pellicola di attualità storica sempre cupa e pessimista.