Bartłomiej Longo zmarł w opinii świętości. Pogrzeb odbył się 7 października 1926 roku przy uczestnictwie rzeszy tłumów. Trzy lata po beatyfikacji jego doczesne szczątki przeniesiono do kaplicy przylegającej do krypty. Ostatecznie, w 2000 roku, umieszczono je pod ołtarzem nowej kaplicy nazwanej jego imieniem, znajdującej się w kompleksie sanktuarium.
Proces beatyfikacyjny Jego proces beatyfikacyjny trwał w latach 1934-1935 w Prałaturze Pompejów. 1 lutego 1939 roku wydano dekret dotyczący jego pism, zatwierdzony 4 kwietnia 1943 roku. Zgodnie z obowiązującymi wówczas normami, proces apostolski trwał od 1947 do 1948 roku. Po spotkaniu Konsultorów Historycznych, 2 stycznia 1967 roku, sprawa została wszczęta, ponownie zgodnie z obowiązującymi normami kanonicznymi. Zatwierdzenie procesu informacyjnego i apostolskiego nastąpiło dekretem z 26 lutego 1971 roku.
Urzędnicy i konsultorzy Kongregacji Spraw Kanonizacyjnych na swoim spotkaniu w dniu 22 kwietnia 1975 r. oświadczyli, że Bartolo żył cnotami chrześcijańskimi w stopniu heroicznym. Podobną opinię wyraziło 8 lipca 1975 roku zgromadzenie plenarne kardynałów i biskupów, którzy byli członkami tej samej Kongregacji.