Estudió como fraile dominico, primero en Medina del Campo y, a partir de 1406, es enviado como profesor al Estudio General del Convento de San Esteban de Salamanca, desde donde pasó a la Universidad a enseñar teología y filosofía.
Barrientos destacó tanto en su magisterio que se convirtió en 1416 en catedrático de prima de Teología de dicha universidad, hasta que el rey Juan II lo nombró confesor real en 1433 y le encargó que educase al futuro rey, el príncipe Enrique y, más tarde, a su último hijo, el infante don Alfonso (* 1453; † 1468).
Casi siempre fiel a Juan II, cambió la diócesis de Segovia, en 1442, cuya demarcación se hallaba bajo la influencia del rebelde príncipe Enrique, por la de Ávila adepta al monarca, y más tarde logró en Tordesillas la reconciliación de ambos para ofrecer un frente unido ante Navarra y Aragón.
Cuando mediaba el siglo XV, un amplio sector social mantenía una postura muy radicalizada en contra de los judíos, tal como explica el franciscano Alonso de Espina en su escrito Fortalitium Fidei: «Entraron, ¡oh Señor!, en tu rebaño los lobos rapaces.
Nadie piensa en los pérfidos judíos, que blasfeman de tu nombre».
Benzion Netanyahu, autor del libro The Origins of the Inquisition in Fifteenth Century Spain, afirma que cuando los conversos españoles fueron perseguidos «reclutaron en su defensa a hombres de gran coraje y brillantez, como Lope de Barrientos…».
Su idea era que los judeoespañoles debían convertirse o emigrar, y eso defendieron hasta que Fray Tomás de Torquemada convenció a Isabel la Católica en 1492.
Algo sabía sobre estas materias, como testimonian los manuscritos inéditos de algunas obras suyas que hay en Salamanca: Tratado de caso e fortuna, Ms.
Enrique de Villena escribía sobre muchos temas, era literato, traductor, cirujano, alquimista y es posible que coleccionase libros en hebreo y en árabe, lo que le convertía automáticamente en sospechoso de herejía.
Pero era un hábil político que sabía maniobrar a tiempo y salvarse siempre del descalabro.
El obispo Barrientos se ofreció como mediador y consiguió un trato aparentemente beneficioso para ambos bandos.
Sin embargo, todo parecía indicar que el clérigo había traicionado al rey castellano, pues cuando Juan II estaba celebrando, confiado en la plaza de Medina del Campo, las tropas del reino de Navarra irrumpieron en la villa y lo retuvieron.
Aunque luego le dejaran ir, habían conseguido minar el prestigio de la corona y burlarse del rey.
Entre los preparativos para el enfrentamiento (que tendría lugar en Olmedo), Barrientos fue a Madrigal de las Altas Torres para convencer al heredero, el príncipe Enrique, de no volverse contra su propio padre.
Por propia convicción y por devolver el favor que le había hecho Álvaro de Luna al liberar Cuenca del sitio navarro, actuó contra el alcaide toledano, Pedro Sarmiento, para que fuese detenido y juzgado por sus asesinatos y rapiñas.
En general, su orientación apunta a la modernización ideológica de la Iglesia hispana.