Биттер родился в Уихокене (штат Нью-Джерси). В 1924 окончил Колумбийский университет. В 1930-34 работал в фирме Вестингауза, с 1934 — в Массачусетском технологическом институте (с 1951 — профессор).
Именем Биттера названа Национальная магнитная лаборатория в Кембридже (штат Массачусетс).
Основные работы посвящены исследованию магнетизма. В 1931 впервые экспериментально наблюдал доменную структуру ферромагнетика при помощи метода порошковых фигур, разработанного им. Биттер внес вклад в создание мощных магнитов, в частности в 1939 построил соленоид, создающий стационарное магнитное поле с напряженностью до 80000 эрстед (? 6,37 МА/м). В 1936 ему впервые удалось эффективно использовать в магните ферромагнитный концентратор магнитного потока, сконструировать катушку с высокой удельной мощностью, создать непрерывно действующий электромагнит постоянного тока, позволивший достичь магнитной индукции в 10 Т. В 1936-37 ученый исследовал распределение магнитного поля в катушках с железными экранами. В 1938 им была разработана теория молекулярного поля для антиферромагнетиков. В 1940 обнаружил метамагнетизм. Совместно с Ж. Бросселем в 1952 Биттер разработал метод двойного радиооптического резонанса.