E’ nato a Romano Canavese (TO), diocesi di Ivrea, il 1° dicembre 1934. Ha compiuto i suoi studi medi a Torino, nell’oratorio di Valdocco, passando direttamente al noviziato di Monte Oliveto (Pinerolo) attratto dalla vocazione salesiana. Fece la prima professione religiosa il 3 dicembre 1950, e ricevette l’Ordinazione Presbiterale, dalle mani di Sua Eccellenza Mons. Albino Mensa, Vescovo di Ivrea, il 1° luglio 1960. Conseguì la Licenza in S. Teologia, già alla Facoltà Teologica Salesiana di Torino, con una dissertazione sulla tolleranza e la libertà religiosa. Successivamente continuò gli studi a Roma, presso il Pontificio Ateneo Salesiano, ove ottenne la Licenza e il Dottorato in Diritto Canonico, con la ricerca su «Il governo della Chiesa nel pensiero di Benedetto XIV – Papa Lambertini (1740-1758)». Nel 1967 Don Bertone fu chiamato a Roma, per assumere la cattedra di Teologia Morale Speciale all’Ateneo Salesiano, poi divenuto Università Pontificia Salesiana (1973). Nel 1976 fu chiamato a dirigere la Facoltà di Diritto Canonico, ove ha insegnato, fino al 1991 “Diritto Pubblico Ecclesiastico”. Per la riconosciuta competenza fu invitato dal 1978, come Docente del medesimo “Diritto Pubblico Ecclesiastico” presso l’Institutum Utriusque Iuris della Pontificia Università Lateranense. Oltre ad un’intensa attività pubblicistica, svolse compiti direttivi presso le Comunità dell’Università Salesiana di Roma: fu Direttore dei Teologi (1974-1976), Decano della Facoltà di Diritto Canonico (1979-1985), Vice Rettore (1987-1989) e poi Rettore Magnifico dell’Università Pontificia Salesiana, l’«Università di don Bosco per i giovani» (1989-1991).
Durante l’attività didattica e scientifica a Roma svolse un’intensa azione pastorale in diverse parrocchie romane; contribuì efficacemente alla promozione dei laici (Centri di Formazione teologica e apostolica), con interventi specifici in tema di morale sociale e rapporto tra fede e politica. Dagli anni 80 ha esercitato, inoltre, un intenso e qualificato servizio alla Santa Sede, nel governo centrale della Chiesa, come Consultore in diversi Dicasteri della Curia Romana, direttore di gruppi di lavoro, relatore e delegato. Ha collaborato attivamente, soprattutto con la Congregazione per la Dottrina della Fede, in prospettiva teologico-giuridica. In data 1° agosto 1991 il Santo Padre lo ha chiamato alla guida della più antica Diocesi del Piemonte, come Arcivescovo Metropolita di Vercelli. In data 28 gennaio 1993 è stato nominato dalla CEI Presidente della Commissione Ecclesiale Giustizia e Pace e in tale ufficio ha promosso ricerche e iniziative per l’educazione alla legalità, alla giustizia e alla moralità. Il 13 giugno 1995 Giovanni Paolo II lo ha nominato Segretario della Congregazione per la Dottrina della Fede. In un fitto rapporto con gli Episcopati di tutto il mondo ha collaborato con il Card. Joseph Ratzinger nella promozione della dottrina della fede e del progetto morale cristiano, secondo le finalità proprie della Congregazione. Giovanni Paolo II, il 10 dicembre 2002, lo nomina Arcivescovo Metropolita di Genova: l’ingresso in Diocesi avviene il 2 febbraio 2003. E’ Presidente della Conferenza Episcopale Ligure. È stato nominato dal Santo Padre Membro del Pontificio Consiglio per i Testi Legislativi e della Congregazione per la Dottrina della Fede, della Congregazione per il Clero, della Congregazione per il Culto divino e per la disciplina dei Sacramenti.
Il giorno 21 ottobre 2003 con la solenne celebrazione in San Pietro è stato creato Cardinale di Santa Romana Chiesa da Papa Giovanni Paolo II, che gli assegna il titulus di S. Maria Ausiliatrice in via Tuscolana. Il 22 giugno 2006 il Santo Padre Benedetto XVI annuncia di averlo scelto come nuovo Segretario di Stato Vaticano: la nomina sarà firmata il 15 settembre 2006. Il 4 aprile 2007 è stato nominato Camerlengo. Il 10 maggio 2008 papa Benedetto XVI lo ha promosso all’Ordine dei Cardinali Vescovi con il titolo della Chiesa Suburbicaria di Frascati