Ihr erster internationaler Erfolg war ein Sieg bei der Zentralamerika- und Karibik-Meisterschaft 2005. Im Jahr darauf gewann sie bei den Zentralamerika- und Karibik-Spielen die Silbermedaille. 2007 siegte sie bei den Panamerikanischen Spielen in Rio de Janeiro und bei der Universiade und gewann die Bronzemedaille bei den Weltmeisterschaften in Osaka mit 63,90 Metern.
Bei den Weltmeisterschaften 2013 in Moskau gewann sie mit einer Weite von 64,96 m ebenfalls die Bronzemedaille.
Yarelis Barrios ist 1,72 m groß und wiegt 89 kg. An der Sporthochschule von Havanna wurde sie zur Sportlehrerin ausgebildet.
Doping
Am 1. September 2016 gab das Internationale Olympische Komitee bekannt, dass bei Barrios im Rahmen von Nachtests der Dopingproben der Olympischen Sommerspiele 2008 das verbotene Diuretikum Acetazolamid entdeckt wurde. Daraufhin wurde ihr die Silbermedaille aberkannt und der Ukrainerin Olena Antonowa zugesprochen.[2]