Originário de Sennecy-Ie-Grand (Saône-et-Loire), Berthier entrou em 1849 como residente no Asilo de Auxerre, no serviço de seu tio Girard de Cailleux. Depois de defender sua tese, "Da natureza da alienação mental segundo suas causas e seu tratamento", em Montpellier em 1857, voltou para Auxerre, foi nomeado médico-chefe em Bourg (Ain) dois anos mais tarde, e depois médico-residente no Hospital Bicêtre em 1865. Ficaria ali com três colegas, no posto de médico-major, durante o cerco de Paris, enquanto o hospital, cujos doentes mentais tinham sido transferidos, foi transformado em centro de isolamento para os militares atingidos pela epidemia de varíola que começou no fim de setembro de 1870. Durante seis meses, nove mil desses doentes seriam acolhidos no velho hospital. Berthier sucumbiu em Bicêtre a 20 de dezembro de 1877, da "afecção dolorosa de que sofria havia vários meses". Antoine Ritti lhe sucederia nas funções de inspetor-adjunto dos alienados do departamento do Sena, que ele ocupava então.
Entre suas publicações mais originais, citamos: Da despopulação dos campos (1859), Excursões científicas nos asilos de alienados (quatro fascículos publicados entre 1862 e 1867), Erros e preconceitos relativos à loucura (1863), Causas da superlotação dos asilos e soluções para isso (1866) e uma importante monografia sobre "As neuroses menstruais".