Frère benjamin de Christophe Colomb, il vécu à Lisbonne, où il était apprécié comme cartographe et comme marin, il dépassait même probablement son aîné sur ces points. Il a peut-être pris part, en 1487-1488, à la célèbre expédition de Bartolomeu Dias, au cap de Bonne-Espérance. À son retour, il parcourt l’Angleterre et la France pour tenter de trouver des appuis pour les projets de navigation transatlantique de son frère.
Il fut cartographe auprès d’Anne de Beaujeu quand son frère Christophe le rappela en 1493, afin qu’il prenne part à son 2ème voyage. Le 14 avril 1494, il reçut le commandement d’une escadre destinée à ravitailler ce dernier, parti explorer les confins occidentaux de la Mer des Caraïbes. Celui-ci le nomma gouverneur d’Hispaniola en 1494, et c’est à ce titre qu’il conquit la plus grande partie de l’île. La même année, il dirigea la fondation de la ville de La Isabela, dont il confiera la direction à son frère aîné Giacomo.
En 1496, il devient sénéchal des possessions nouvelles, titre confirmé par les rois d’Espagne le 22 juillet 1497, et fonde une 2ème ville sur la côte sud, celle de « Nueva Isabela », située sur la rive orientale du fleuve Ozama. En 1502, un cyclone ravagea celle-ci qui fut alors remplacée par une nouvelle cité construite sur l’autre rive du fleuve par le gouverneur nouvellement nommé Nicolás de Ovando, et fut baptisée Santo Domingo de Guzmán* (aujourd’hui Saint-Domingue). Il est destitué par Francisco de Bobadilla qui accuse les frère Colomb de mauvaise gestion et remplace Bartolomeo comme gouverneur ; il suit ainsi le sort de ses frères et est jeté en prison. Il retourne en Espagne en décembre 1500.
6 ans plus tard en 1502, il accompagne son frère dans son 4ème voyage.
Après la mort de Christophe en 1506, il retourne aux Antilles, accompagnant son neveu Diego en 1509, puis revient bientôt en Espagne. Le roi lui confirme la concession de l’Isla Mona, près de Porto Rico en 1511, il retourne à Hispaniola et y meurt le 12 août 1514.
Avec le Vénitien Alessandro Zorzi, il est l’auteur des cartes qui décrivent les explorations des Colomb et leurs estimations sur la position des terres découvertes.