Dans sa jeunesse, Barthélemy Niollon travaille dans la mine avec son père. Placé ensuite chez un commerçant aixois, il fréquente l'école de dessin et obtient en 1865, la première année, un premier prix en suivant les cours de Joseph Villevieille. Ses talents lui auraient permis d'obtenir une bourse de la ville d'Aix-en-Provence pour aller se perfectionner à Paris, mais il préfère rester en Provence. Le il épouse Rose Marguerite Marie Alexis[2] et devient fabricant de chocolat comme son beau-père. Il se retire du commerce en 1894 et se consacre exclusivement à la peinture. Il expose Le Chaudron et légumes au Salon des artistes français de 1881[3].
En 1895, Barthélemy Niollon participe à la création de la Société des amis des arts d'Aix, qui sera dissoute en 1909, et à une nouvelle création de cette société en 1919. Il expose à la galerie Audin à Aix-en-Provence et, vers la fin de sa vie, il est le doyen de la commission du musée des beaux-arts d'Aix-en-Provence.
Barthélemy Niollon est nommé chevalier de la Légion d'honneur par décret du [4].
Il meurt d'une chute du toit de son atelier, au no 36 de la rue du Quatre-Septembre à Aix-en-Provence[5].
André Alauzen et Laurent Noet, Dictionnaire des peintres et sculpteurs de Provence-Alpes-Côte d'Azur, Marseille, Jeanne Laffitte, (1re éd. 1986), 473 p. (ISBN978-2-86276-441-2, OCLC920790818, BNF40961988), p. 334
Denis Coutagne, Bruno Ely, Jean-Roger Soubiranet al., Peintres de la couleur en Provence : 1875-1920, Marseille, Office Régional de la Culture Provence-Alpes-côte d'Azur, , 360 p. (ISBN2-7118-3194-9), p. 352-353