El seu pare, d’ideologia carlina, posseïa diversos masos, i fou al mas Espriu de l’Esparra on Prudenci Bertrana s’apassionà per la natura i per la caça. Estudià el batxillerat a Girona i un curs d’enginyeria industrial a Barcelona. L’any següent es matriculà a Llotja (1885). De nou a Girona, cap al 1890, es casà amb Neus Salazar, amb qui tingué quatre fills, dels quals només sobrevisqué Aurora Bertrana, també escriptora. Perduda l’herència paterna, fou professor de dibuix i pintor de paisatges, retrats de difunts, exvots, rètols, etc. Fou aleshores, ja en la maduresa, que començà a escriure. Li fou encomanada la direcció del periòdic republicà Ciudadanía, fins que cessà quan fou empresonat i processat per un article que hi publicà. Arran d’aquest procés es traslladà a Barcelona (1911) —cridat per Antoni López perquè dirigís L’Esquella de la Torratxa i La Campana de Gràcia—, on visqué fins a la mort fent de periodista, escriptor i professor de pintura a l’Escola del Bosc de Montjuïc, sense encaixar mai del tot en la vida literària de la ciutat.
El 1899 escriví la seva primera novel·la, Violeta, que restà, però, inèdita fins el 2013. Sembla que el seu primer escrit publicat fou L’oreneta —anterior al conte Tard! (1903)—, que aparegué en la revista gironina Vida. Per aquesta època començà a freqüentar els medis literaris de Girona i a publicar d’una manera regular. Aquests anys veieren la llum les novel·les Josafat (1906), sovint considerada la seva millor obra; Nàufrags (premiada per El Poble Català el 1906 i publicada el 1907), i Tieta Claudina (apareguda el 1910 en traducció castellana sota el títol d'Ernestina i que no fou publicada en català fins el 1929); i els reculls de contes Crisàlides (1907) i, sobretot, Proses bàrbares (1911), que assenyala el moment culminant de la seva producció. Bertrana convertí en matèria literària tant els tipus singulars que anà coneixent al llarg de la vida (La lloca de la vídua, 1915; Els Herois, 1920; El desig de pecar, 1924) com el món animal, que observava amb un cert franciscanisme contingut (L’ós benemèrit i altres bèsties, 1932). Tractà, a més, la literatura satírica amb la novel·la psicològica Jo! Memòries d’un metge filòsof (1925), retrat del metge i escriptor Dídac Ruiz, novel·la que assolí més èxit de públic que no pas de crítica. També conreà el teatre, sense el reconeixement de la crítica (Enyorada solitud!, 1917; Les ales d’Ernestina, 1921; La dona neta, 1924; El comiat de Teresa, 1931; etc.), i col·laborà en El Poble Català, La Publicitat, Revista de Catalunya i La Veu de Catalunya, on feu de crític teatral i on publicà els Impromptus, cròniques periodístiques de caràcter subjectiu, de les quals el mateix Bertrana feu una tria, que publicà el 1936.
La seva obra, estructurada des d’una observació minuciosa i detallada del món, parteix de la seva pròpia vida d’home i d’escriptor, bé que és a la trilogia Entre la terra i els núvols (L’hereu, 1931; El vagabund, 1933, i L’impenitent, 1948) on marca tota l’experiència autobiogràfica, recollida entorn de les seves frustracions, la més dolorosa de les quals fou la mort dels tres fills. Agafat dins la crisi de valors reflectida pel Modernisme, Prudenci Bertrana s’enfrontà, ja de bell antuvi, al Noucentisme, com ho demostra la conferència De les belleses de la natura i del meu goig (1908), on propugnà una actitud antiintel·lectual, posició que encara refermà el 1936, cinc anys abans de morir, en el discurs que feu com a president dels Jocs Florals de Barcelona. No superà, doncs, la dislocació dels temps quant als canvis literaris, agreujada pel seu temperament, que revela una individualitat rebutjada, insubmisa i contemplativa.
La revalorització de la seva obra des de mitjan anys seixanta del segle XX ha tingut les fites principals en la instauració del premi Prudenci Bertrana de novel·la, atorgat anualment des del 1968 —actualment és un dels Premis Literaris de Girona, organitzats per la Fundació Prudenci Bertrana—; la publicació de les seves Obres completes (1969), i la celebració de l’Any Bertrana, en commemoració dels 150 anys del seu naixement, efemèride que també recull l’atenció a l’obra de la seva filla Aurora.