Urodził się 12 stycznia 1903 r. w Sewastopolu. Jako uczeń rosyjskiej szkoły w Odessie należał do tajnego, polskiego harcerstwa. W obliczu upadku carskiej Rosji, kiedy odradzała się polska państwowość, piętnastoletni wówczas Bartoszyński uczestniczył w magazynowaniu broni i dostarczał informacji o dyslokacji sił przeciwnika. Po wkroczeniu do miasta 4. Dywizji Strzelców Polskich gen. Lucjana Żeligowskiego wstąpił w jej szeregi.
Dla Polski
Po odzyskaniu niepodległości Kazimierz Bartoszyński uczył się w Szkole Morskiej w Tczewie. Jesienią 1924 r. został powołany do służby wojskowej w Marynarce Wojennej, a następnie wstąpił do Szkoły Podchorążych Marynarki Wojennej w Toruniu. Jako zawodowy wojskowy służył na różnych jednostkach pływających, m.in. we Flotylli Rzecznej w Pińsku. Od 1932 r. był referentem Oddziału Organizacyjnego w Wydziale Planów i Ewidencji – wykorzystywano tam jego znajomość kilku języków obcych do analizowania dokumentów wywiadu dotyczących niemieckiej i sowieckiej floty. Jego meldunki trafiały do Oddziału II Sztabu Głównego WP.
W momencie wybuchu II wojny światowej Bartoszyński został przydzielony do Dowództwa Floty. Wraz z pozostałymi obrońcami Helu trafił do niemieckiej niewoli i całą wojnę spędził w obozach jenieckich.
W lipcu 1945 r. przybył do zniszczonego alianckimi nalotami i sowiecką ofensywą Szczecina. Wkrótce dyrektor Delegatury Rządu dla Spraw Wybrzeża w Gdańsku, inż. Eugeniusz Kwiatkowski, powierzył mu misję zorganizowania w Szczecinie oddziału tej instytucji. Bartoszyński odpowiadał wówczas m.in. za współpracę z władzami administracyjnymi w odbudowie miasta, uczestniczył również w pracach nad przejmowaniem obiektów portowych od Armii Czerwonej oraz nad opracowywaniem i gromadzeniem materiałów dotyczących możliwości wykorzystania szlaku wodnego Odry.
Jednocześnie pracował naukowo, a efekty swoich badań publikował na łamach specjalistycznych opracowań, brał także udział w dyskursie na temat kierunków rozwoju Pomorza Zachodniego, który toczył się na łamach lokalnej prasy. Jako dyrektor ważnej instytucji, w dodatku poliglota, Kazimierz Bartoszyński nawiązał kontakty służbowe z przebywającymi wówczas w Szczecinie dyplomatami Wielkiej Brytanii i Francji.
Pod koniec 1947 r. zlikwidowano Delegaturę Rządu dla Spraw Wybrzeża, a Bartoszyński został z polecenia ministra Adama Rapackiego założycielem i dyrektorem państwowego przedsiębiorstwa Żegluga Przybrzeżna w Szczecinie. Dodatkowo prowadził wykłady z nawigacji w Państwowej Szkole Morskiej w Szczecinie.
