В 1858 г. окончил медицинский факультет Московского университета; в 1861 году защитил диссертацию на степень доктора медицины и, не имея права жительства, вернулся в Одессу. Работал сверхштатным ординатором городской больницы, одновременно (до 1862 г.) редактировал журнал «Сион». С 1865 года — доцент анатомии и физиологии Новороссийского университета (с 1871 г., когда кафедру физиологии занял профессор И. М. Сеченов, читал только анатомию). Избранный советом университета в экстраординарные профессора, он не был утвержден в этом звании, за неимением степени доктора зоологии, к которой были приурочены анатомия и физиология на физико-математическом факультете. Был уволен из университета по болезни (1882). Вторичное избрание, по предложению факультета на должность доцента в том же году не было утверждено министром: это был период реакции и официального антисемитизма. Бернштейн работал в берлинской физиологической лаборатории Дюбуа-Реймона (1866), в лаборатории Людвига в Лейпциге (1868—1869). Проявил энергичную деятельность в одесском обществе врачей, в котором он состоял сперва секретарем, затем в течение 8 лет товарищем председателя и, наконец, в продолжение 14 лет председателем.