Барбара Баррес родилась в штате Нью-Джерси, её родители не имели высшего образования.
В семье было ещё трое детей.Барбара Баррес с детства интересовалась естественными науками и математикой.
Это побудило её поступить в Массачусетский технологический институт, где она получила степень бакалавра.Окончила Дартмутский колледж в 1979 году, получив степень доктора медицины Дальше проходила резидентуру по нейрологии в медицинской школе Корнелльского университета.Училась в докторантуре медицинского факультета Гарвардского университета в лаборатории Дэвида Коре (англ. David Corey). Постдокторантские исследования осуществляла в 1990—1993 годах в Университетском колледже Лондона в лаборатории Мартина Раффа.Собственную лабораторию получила в 1993 году в отделе нейробиологии медицинского факультета Стэнфордского университета.
В 2008 году Баррес возглавил отдел.
В 1997 году прошла операцию по смене пола.
В 2013 году избран членом Национальной академии наук США.
В 2015 году у Барреса был диагностирован рак поджелудочной железы.
Он умер от рака в декабре 2017 года.