Realizó sus estudios en el Colegio Nacional de Buenos Aires, y obtiene su doctorado en la Universidad de Buenos Aires, estudiando de 1948 a 1954.

Pasa la mayor parte de su carrera en esa Universidad, y en el Instituto Nacional de Microbiología Carlos Malbrán, llegando a jefe de la División Herpetología y Ponzoñas.

En 1969, funda el Centro Nacional de Investigaciones Ictiológicas y se consagra al estudio de animales venenosos.

Además trabajó en taxonomía, y estudió el canto de ranas.

La abreviatura Barrio se emplea para indicar a Avelino Barrio como autoridad en la descripción y taxonomía en zoología.