Allí conoció a Fats Sadi, un músico de jazz belga que tocaba el vibráfono y fue una fuerte influencia.

[7]​ Lo cierto es que Barretto logró sus mayores éxitos en los 60 como músico de sesión, acompañando a Gene Ammons, Cannonball Adderley, Kenny Burrell, Lou Donaldson, Red Garland, Dizzy Gillespie, Freddie Hubbard, Wes Montgomery, Cal Tjader y muchos otros artistas de jazz y pop.

[7]​ En 1973, varios de los músicos habituales de su orquesta deciden separase para conformar a Típica 73, lo cual hace que Ray Barretto decida producir el disco The Other Road, su primer acercamiento al Jazz.

Sufrió un accidente que le imposibilitó usar una de sus manos durante casi dos años.

En 1980, grabó un muy aclamado álbum para CTI, La cuna, con Puente, Joe Farrell y Charlie Palmieri como intérpretes invitados.

En 1991 estrenó un nuevo sexteto, New World Spirit, con él ha realizado al menos ocho discos de larga duración (sin contar recopilaciones) para distintos sellos discográficos.