Согласно книге «Петербург в названиях улиц»[1], 5 марта 1871 года эта улица, застроенная строениями барачного типа, получила название Бара́чной, однако 16 апреля 1887 года указом царя Александра III, фиксировавшим названия многих улиц Санкт-Петербурга, было утверждено название Ба́рочная. По другой версии[2], название Барочная ведётся с конца XVIII века (следует отметить, однако, что этой улицы нет ни на плане[3], ни в списке улиц[4] 1853 года, как нет её и на более ранних планах Санкт-Петербурга[5]). Обе версии сходятся на том, что название Ба́рочная, вероятно, дано по названию находившегося здесь питейного дома, называвшегося «Барка», которое, в свою очередь, по-видимому, связано с тем, что сюда доставляли по воде на слом деревянные барки. Наиболее вероятной версией происхождения наименования улицы является существование в XVIII—XIX веках района в низовье Карповки, в котором разбирались на барочный лес провёденные по Мариинской водной системе в Санкт-Петербург барки, обратная проводка которых являлась нецелесообразной[6]. В любом случае, вариант произношения с ударением на «о» (от архитектурного стиля барокко) является ошибочным.
Чуть больше года, с 15 декабря 1952 до 4 января 1954 года, улица называлось Кишинёвской. Такое название было дано «в память об освобождении Кишинёва от фашистских захватчиков в годы Великой Отечественной войны» одновременно с аналогичными изменениями названий ряда других улиц Петроградской стороны (Полозовой, Бармалеевой, Плуталовой и др.). Новые названия приживались с трудом, и большинству переименованных улиц также одновременно были возвращены исторические названия.
В 1968 году часть улицы, примыкавшая к Песочной набережной, исчезла, и на этом месте был построен Ленинградский Дворец молодёжи.
10 мая 2016 года в состав Барочной улицы включили безымянный участок от улицы Профессора Попова до Песочной набережной[7][8].
С Барочной улицей связано название Барочного моста через реку Карповку, построенного в 1914 году.
На Барочной улице с 1925 по 2003 год находился трамвайный парк № 6 имени А. К. Скороходова. В 2005 году территория парка продана под жилую застройку. Рельсы на Барочной улице были демонтированы в 2008 году.
Дом № 2 (Большая Зеленина улица, 33) — доходный дом А. Ю. Кейбеля в стиле модерн, с живописной башенкой-эркером (архитектор Г. Г. фон Голи, 1899—1901). памятник архитектуры (вновь выявленный объект)[9]
Дом № 3 (Петрозаводская ул., 22) — доходный дом в стиле модерн (архитектор И. П. Макаров, 1904).
Дом № 4 — рядовое жилое здание в кирпичном стиле (архитектор Г. Г. фон Голи); в доме жила писательница Екатерина Боронина
Горбачевич К. С., Хабло Е. П. Почему так названы?: О происхождении названий улиц, площадей, островов, рек и мостов Ленинграда. — 3-е изд., испр. и доп. — Л.: Лениздат, 1985. — С. 41. — 511 с.
Городские имена сегодня и вчера: Петербургская топонимика / сост. С. В. Алексеева, А. Г. Владимирович, А. Д. Ерофеев и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Лик, 1997. — С. 24, 196. — 288 с. — (Три века Северной Пальмиры). — ISBN 5-86038-023-2.
Горбачевич К. С., Хабло Е. П. Почему так названы?: О происхождении названий улиц, площадей, островов, рек и мостов Санкт-Петербурга. — 5-е изд., перераб. — СПб.: Норинт, 2002. — 353 с. — ISBN 5-7711-0019-6.
