Bartyra de Castro Arezzo nasceu em 14 de janeiro de 1924 em João Neiva, interior do Espírito Santo. Bacharelou-se em química pela Faculdade Nacional de Filosofia da Universidade do Brasil em 1946. No ano seguinte, foi convidada para ser auxiliar de ensino da cadeira de Química Inorgânica e Química Analítica. Em 1948 apresentou seu primeiro trabalho de pesquisa à Academia Brasileira de Ciências. Sua carreira docente iniciou-se com o seu ingressou como assistente no Instituto de Biofísica da Universidade Federal do Rio de Janeiro, em 1956. Lecionou ali até sua aposentadoria em 1975. Em paralelo, desenvolveu também uma proeminente carreira como pesquisadora. Ainda em 1956, foi convidada por Carlos Chagas Filho para integrar a equipe do curso de Aplicações Radioquímicas no Instituto de Biofísica da Universidade do Brasil. Em 1958, recebeu uma bolsa de estudos da British Council para participar de um curso sobre Aplicações de Radioisótopos na Isotope School Harvwell.

Na década de 1960, com a intensificação das pesquisas sobre energia nuclear, Bartyra foi admitida como química no Laboratório de Dosimetria da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Em 1965, obteve o título de doutora pela Universidade do Estado da Guanabara, ano em que também se tornou livre docente de Físico-Química e Química superior nessa mesma instituição. Em 1966, passou a atuar como química no Instituto de Engenharia Nuclear (IEN). No IEN, 1969, assumiu a chefia da Divisão de Química. Em 1983, foi transferida para a sede da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), onde ocupou a função de Coordenadora da área de Aplicações Técnicas Nucleares e, posteriormente, Gerente de Cooperação Técnica. Em 1988, recebeu da CNEN o diploma de Honra ao Mérito por sua contribuição ao desenvolvimento tecnológico nacional no campo nuclear. Faleceu no dia 26 de junho de 2022, no Rio de Janeiro.