1956 yılında doğdu. 1974 yılında Robert Kolej'den mezun oldu. Lisans (1978) ve doktora (1985) eğitimini Boğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Bölümünde tamamladı. 1985 yılında aynı üniversitede öğretim görevlisi oldu. Matematiksel programlama ve optimizasyon, lojistik, operasyon ve üretim planlaması, karar verme teorileri alanlarında dersler tasarladı ve verdi. 1992 yılında doçent, 2000 yılında endüstri mühendisliği dalında profesör unvanı aldı.[1]
Boğaziçi Üniversitesi'nde Endüstri Mühendisliği Bölümü Başkanlığı (2000-2007), Afet Yönetim Araştırma Merkezi müdürlüğü (2000-2004), Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü müdürlüğü (2002-2006)[2][3] gibi idari görevlerde bulundu. 2008-2012 yılları arasında araştırmadan sorumlu rektör yardımcı olarak görev yaptı. 2012 yılında rektör seçildi ve 2016 yılına kadar Boğaziçi Üniversitesi rektörü olarak görev yaptı.[4] Temmuz 2016'da yapılan rektörlük seçiminde, 403 katılımcının 348'inin oyunu aldı.[5][6] Ancak 12 Kasım 2016'da, cumhurbaşkanlığı resmî sitesinden yapılan duyuruyla rektörlüğe Mehmed Özkan'ın atandığı bildirildi.[7] Bu kararın ardından Barbarosoğlu, akademik kariyerini sonlandırdığını açıkladı.[7]
Barbarsoğlu, üniversitedeki görevlerinin yanı sıra çeşitli uluslararası kuruluşlarda hizmet verdi. 2003-2007 yılları arasında Avrupa Yöneylem Araştırma Dernekleri Başkan Yardımcısı ve 2002-2010 yılları arasında NATO Araştırma ve Teknoloji Teşkilatı ulusal temsilcisi oldu. 2013-2017 yılları arasında Avrupa Üniversiteler Birliği Yönetim Kurulu üyeliği görevini yürüttü.
Kısa adı MAG olan Mahalle Afet Gönüllüleri Vakfı'nın kurulması için etkin olarak çalışan Barbarosoğlu, 2009-2010 arasında vakfın başkanlığını üstlendi.
19 Mart 2018 tarihinden itibaren Arçelik A.Ş. Yönetim Kurulunda bağımsız üye olarak görev yapmaktadır.[1]