De juny de 1995 a juny de 2003 va ser regidor de l'Ajuntament de Palma. Des de 2002 a 2003, exercí de Portaveu del grup municipal del PSM-EN. De juliol de 2003 a gener de 2004 fou conseller del Consell de Mallorca.[2]
Biel Barceló fou el candidat a president del Govern de les Illes Balears pel Bloc per Mallorca a les eleccions de 27 de maig del 2007. Als citats comicis va sortir elegit diputat del Parlament de les Illes Balears, obtenint la seva candidatura 37.455 vots (9% del total) i quatre escons a la cambra autonòmica. Participà en les negociacions que culminaren amb la reedició del Pacte de Progrés però una disposició dels estatuts del PSM l'impedien, com a secretari general, entrar dins l'executiu. Barceló decidí romandre fora del govern i no ocupar cap cartera de conseller.
A les eleccions autonòmiques del 22 de maig de 2011 fou cap de llista de la coalició entre el PSM, IniciativaVerds (escissió d'EU) i Entesa per Mallorca (escissió del PSM). Aquesta candidatura va obtenir 36.149 vots i quatre escons per la circumscripció de Mallorca, sortint elegit diputat. Va ser portaveu del Grup Parlamentari PSM-IV-ExM i més per Menorca. El novembre de 2014 va ser escollit mitjançant un procés de primàries cap de llista al Parlament i candidat a President del Govern Balear per MÉS per Mallorca i a les eleccions autonòmiques del 24 de maig de 2015 la candidatura va obtenir uns resultats històrics, amb 59.069 vots i sis escons per Mallorca. Mitjançant un acord de govern amb el PSIB-PSOE i Podem, Barceló va ser elegit vicepresident i conseller d'Innovació, Recerca i Turisme en un govern bipartit de PSIB-MÉS presidit per Francina Armengol.[3]
Dia 13 de desembre de 2017 va presentar la seva dimissió com a Vicepresident del Govern de les Illes Balears a l'executiva de Més per Mallorca i a la presidenta del govern. Aquesta decisió va ser la conseqüència de la polèmica relacionada amb un viatge a Punta Cana convidat per Canal 4 TV i patrocinat per Air Europa.[4]