Bertrand Louvel entre en magistrature le 20 octobre 1978. Il est successivement juge aux tribunaux d’instance de Menton en 1980 et du Mans l’année suivante. Maître de conférences à l’École nationale de la magistrature du 1er janvier 1985 au 30 juin 1986, il est ensuite président des tribunaux de grande instance d’Aurillac en 1986, de Pointe-à-Pitre en 1990, de Nevers en 1993 et de Brest en 1997. Il poursuit sa carrière comme premier président de la cour d’appel de Limoges en 2002, puis de celle de Bordeaux en 2007.
En 2009, il est nommé président de chambre à la Cour de cassation, où il occupe les fonctions de directeur du service de documentation, des études et du rapport.
En juillet 2014, il est nommé premier président de la Cour de cassation. Il occupe cette fonction jusqu’en mai 2019. C’est Madame Chantal Arens qui lui succède en devenant, 35 ans après Madame Simone Rozes, la seconde femme à être nommée première présidente de la Cour de cassation. Fonction la plus élevée de la magistrature française.