Barrois blev efter universitetsstudier i Lille 1876 medarbetare vid Frankrikes geologiska undersökning och 1877 professor i geologi i Lille. Han bedrev betydande geologisk forskning såväl i Frankrike, särskilt Bretagne, som i andra delar av Västeuropa, såsom Pyreneiska halvön och Storbritannien, varvid han huvudsakligen behandlade de sedimentära formationerna och deras geologiska och paleontologiska förhållanden. Som geolog visade han stor mångsidighet och utförde även betydande arbeten på petrografins område.
