Es mayormente conocido por inventar la bomba rebotadora, usada por la Real Fuerza Aérea británica, "RAF" , en la Operación Castigo o Raid Dambuster, para atacar las principales represas de Alemania en la zona industrial del Rühr, en mayo de 1943 durante la Segunda Guerra Mundial.
Ingresó a una empresa de Ingeniería, la Thames Engineering Works en 1915, donde ejerció como aprendiz técnico en diseño.
La segunda fuerza de ataque despegaría unas dos horas después y atacaría Sörpe.
La tercera fuerza de ataque actuaría como repaso sobre aquellos blancos cuyos resultados fueran poco exitosos.
Durante el desarrollo de la misión tres aviones fueron derribados y un cuarto tuvo que devolverse a la base por daños causados por la antiaérea enemiga.
Barnes Wallis, era de naturaleza excéntrica y fue considerado genio por la comunidad científica connacional.
Se casó en 1925 con Molly Bloxam, una prima que tenía la mitad de su edad, y tuvieron cuatro hijos.
La Operación Castigo fue inmortalizada en el filme de 1954 "The Dam Busters" en el cual Wallis fue interpretado por Michael Redgrave.