Den 32-årige blev Wales första medaljör i London 2012 när han vann silver i de lättvikts män fyra efter att de missat guld till Sydafrika med mindre än en sekund.
Bartley, från Wrexham, var en del av männens fyra i Rio, men laget missade medaljerna och slutade på sjunde.
År 2010 vann Bartley guld med herrarnas lätta fyra på World Rowing Championships i Nya Zeeland.
"Jag har haft en ganska lång karriär. Jag har varit involverad i sporten internationellt i mer än 10 år," berättade han för BBC Radio Wales.
"Jag har mer än jag någonsin trodde att jag skulle sluta sporten och jag tyckte att det var rätt tid för mig att sluta för dagen."
Den olympiska silvermedaljören Chris Bartley har meddelat sin pensionering.