Il était un des acteurs préférés de Luis Buñuel, par exemple son commissaire dans Cela s'appelle l'aurore (1955), son maître d'hôtel dans La Voie lactée (1969), évêque dans
Le Charme discret de la bourgeoisie (1972) et le préfet de la police dans Le Fantôme de la liberté (1974). De tous les acteurs qui ont incarné Napoléon au cinéma ( Marlon Brando, Rod Steiger, Daniel Gelin, Herbert Lom, Pierre Mondy entre autres ) il a de loin fait la meilleure création dans la version 1962 de Christian Jaque, apportant à l'Empereur un humour et une ambiguïté jamais vus jusqu'alors, et jamais revus depuis.
Une autre apparition célèbre était son Monsieur Lucien, l'ex-amant de la mère d'Antoine Doinel dans L'Amour en fuite (1978). Auparavant, il avait consacré la majeure partie de son activité au théâtre. Avant d'être engagé à la Comédie-Française en 1936, il travaille comme régisseur du Théâtre de la Porte Saint-Martin, puis il étudie avec
Charles Dullin au théâtre de l'Atelier, joue à la Comédie des Champs-Élysées et enfin chez
Louis Jouvet (Horace dans L'École des femmes). Pensionnaire puis sociétaire de la Comédie-Française, il joue les jeunes premiers de Musset, Marivaux et Labiche. Il participe aux créations les plus importantes de la guerre : Le Soulier de satin, La Reine morte, Les Fiancés du Havre, Les Mal-aimés... Pierre-Aimé Touchard lui confie de nombreuses mises en scène tant dans le répertoire classique (Le Cid, Iphigénie de Racine, Roméo et Juliette, Un Conte d'hiver...) que moderne (La Peine capitale, Six personnages en quête d'auteur...). Il quitte la Comédie-Française après vingt-deux ans de présence. Son fils, l'acteur Alain Bertheau, a joué plusieurs pièces de Didier "Doc" Pilot : Heureux comme un pape, Héros Solitaire et Un été de Carton.