Con John Hawkshaw, completó el puente colgante de Clifton ideado por Isambard Kingdom Brunel.

[1]​ Barlow se casó con Selina Crawford Caffin en mayo de 1842 en Charlton, Kent.

Su hijo Crawford Barlow se convirtió en ingeniero civil, y trabajó con su padre.

También elaboró un informe para el gobierno turco sobre un faro en el Bósforo, que condujo a sus dos primeros artículos científicos.

[1]​ Barlow regresó a Gran Bretaña en 1838 para ocupar un puesto como ingeniero asistente en el Ferrocarril de Mánchester y Birmingham trabajando para George W. Buck.

[nota 2]​ Conocido como carril Barlow, fue ampliamente utilizado durante un tiempo, especialmente por la compañía del Great Western Railway.

Reutilizando las cadenas del anterior puente colgante de Hungerford construido por Brunel en Londres, que había sido demolido en 1860, Barlow y Hawkshaw completaron el puente en 1864 con una plataforma más robusta que la planeada por Brunel y otras modificaciones propiciadas por la reutilización de las cadenas existentes.

Para hacer frente al desnivel existente y a la necesidad de cruzar el Canal Regente situado a poca distancia hacia el norte, las plataformas se construyeron sobre una estructura elevada apoyada en columnas y vigas de hierro fundido.

[7]​ George Gilbert Scott diseñó el hotel situado frente a la cubierta de la estación.

El trabajo en el puente colgante que había diseñado para cruzar el fiordo de Forth se detuvo después del colapso del puente de Tay y se pidió a Barlow, Sir John Fowler y Thomas Elliot Harrison, ingenieros consultores de las tres compañías ferroviarias involucradas en la construcción, que seleccionaran un nuevo diseño para reemplazar a la estructura cancelada.

[1]​ El nuevo diseño utilizó grandes pilares monocasco para soportar una doble vía férrea.

Su casa de "High Combe", Charlton Road, Greenwich, está marcada con una placa azul.