Barbara Harris est la fille d'Oscar Harris, arboriste devenu plus tard homme d'affaires, et Natalie Densmoor, une pianiste accomplie. Adolescente, elle commence son apprentissage au Playwrights Theatre de Chicago où elle côtoie Edward Asner, Elaine May et Mike Nichols.

Elle apparait dans Nashville de Robert Altman chantant It Don't Worry Me (1975). Elle tourneplie et son père, Os ensuite avec Alfred Hitchcock dans le dernier film de ce dernier, Complot de famille (1976). Après ce succès, elle tourne avec la jeune Jodie Foster dans Un vendredi dingue, dingue, dingue (1976), et remporte un nouveau succès. Son interprétation fait une telle impression que la série Disneyland lui fait re-jouer ce rôle dans deux épisodes.

En 1981, l'échec du film Cœurs d'occasion, réalisé par Hal Ashby, ralentit la carrière de Barbara Harris. Elle ne tourne plus jusqu'en 1986, date à laquelle on la revoit dans Peggy Sue s'est mariée. Elle renoue avec le succès en 1988 avec Le Plus Escroc des deux, mais s'éloigne ensuite à nouveau des caméras et travaille comme professeur d'art dramatique...