Barber begann im Alter von sieben Jahren zu komponieren. Mit neun hatte er sich für diese Karriere entschieden. Barber studierte am Curtis Institute of Music in Philadelphia, bevor er 1935 Mitglied der American Academy in Rom wurde. Im Jahr darauf schrieb er sein Quartett in B-dur, dessen bekannten zweiten Satz er für Streichorchester als Adagio for Strings (UA. 1938 unter Arturo Toscanini) arrangierte. 1961 wurde er in die American Academy of Arts and Sciences gewählt.

Barbers Lebensgefährte war der Komponist Gian Carlo Menotti.

Neben dem Adagio for Strings ist sein bekanntestes Werk die Oper Vanessa nach einem Libretto von Gian Carlo Menotti. Gian Carlo Menotti verfasste auch das Libretto zu Samuel Barbers neunminütiger Kurzoper A Hand of Bridge (1959).

Die „neue Met“ im Lincoln Center wurde am 16. September 1966 mit der Uraufführung seiner Oper Antonius und Cleopatra nach William Shakespeare eingeweiht.

Von seinen Klavier-Kompositionen ist die Sonate op. 26 die bedeutendste, nicht nur, weil sie seine einzige Auseinandersetzung mit der Zwölftonmusik darstellt, sondern auch aufgrund ihrer enormen Schwierigkeiten für den Pianisten - so vor allem in der auf Wunsch von Vladimir Horowitz (der diese Sonate am 9. Dezember 1949 uraufführte) hinzugefügten vierstimmigen Schluss-Fuge über ein mit zahlreichen Intervall-Sprüngen im schnellen Tempo gespicktes Thema.