Fue ordenado sacerdote en 1977, y en 1998 fue nombrado obispo de Moulins.

Barbarin se licenció en Filosofía en la Universidad de París-Sorbona (París IV).

Tiene un doctorado en teología por el Instituto Católico de París.

En febrero de 2019, fue condenado en primera instancia a seis meses de prisión en libertad condicional por haber encubierto los abusos sexuales del padre Bernard Preynat a un grupo de scouts.

Barbarin fue considerado papable en el cónclave de 2013, en el que finalmente salió elegido el cardenal Jorge Mario Bergoglio, que pasó a ser el papa Francisco.