Allevato da una sua zia, Millicent Bartholomew, ne prende il nome voltando le spalle ai genitori. A tre anni è già sulla scena e più tardi debutta, sempre in Gran Bretagna, con piccole parti in un paio di film. Nel 1935, trasferitosi a Hollywood viene scritturato dalla MGM. A soli undici anni è così il protagonista di David Copperfield (Davide Copperfield) di George Cukor, a fianco di attori affermati come Lyonel Barrymore, Basil Rathbone, W.C. Fields. Il film lo rese famoso nel mondo intero e il suo talento ebbe modo di esprimersi a fondo in altre interpretazioni di rilievo, come quella in Anna Karenina (1935) di Clarence Brown, dove fu il figlio della Garbo, o quelle di Little Lord Fauntleroy (Lord Fauntleroy, 1937) di John Cromwell, di Captains Courageous (Capitani Coraggiosi, 1937) di Victor Fleming e di Kidnapped (Il vascello maledetto, 1938) di Alfred L. Werker, dove rivestì ruoli di protagonista. Il suo aspetto delicato e i suoi modi raffinati lo rendevano particolarmente adatto a interpretazioni drammatiche e romantiche, a personaggi dotati di grande intelligenza e sensibilità, anche se, a volte, un po' leziosi. Negli anni '40 la sua carriera subì un brusco arresto per i processi in cui se lo contendevano i genitori e la zia che l'aveva allevato, e in seguito a una malattia che lo tenne lontano dagli schermi. Dopo la guerra (cui partecipò come pilota) continuò a recitare per qualche anno in ruoli di studente o di giovane militare, ma lo scarso successo ottenuto lo indusse, nel 1951, a ritirarsi. Da allora ha lavorato per la televisione come organizzatore (ha prodotto negli anni '70 la soap opera CBS 'As the World Turns', in Italia 'Così gira il mondo') e si è occupato di pubblicità.
Da F. Di Giammatteo, Nuovo dizionario universale del cinema. Gli autori, Editori Riuniti, 1996, Roma