У 1982 році Барре-Зануссі вперше зіткнулася з епідемією нової хвороби — СНІД. Усього за два тижні вона зі своєю командою змогла виділити вірус-збудник хвороби. Пізніше він отримав назву вірус імунодефіциту людини. Завдяки цьому, вже наступного року були створені тести, які дозволяли визначити наявність антитіл до вірусних білків у крові людини, а у 1996 році стало можливо розробити антиретровірусну терапію[5]. Стаття про це відкриття була опублікована в журналі «Science» в травні 1983 року[6].
Через деякий час після відкриття, американська лабораторія під керівництвом Роберта Галло тож заявила про виділення вірусу, і деякий час претендувала на першість. Для його розв'язання були залучені навіть президенти США і Франції. Врешті решт пріоритет було визнано за французькими науковцями. За спогадами самої Барре-Сінуссі цей конфлікт сильно погіршив сприйняття наукової спільноти, оскільки люди вважали, що науковців цікавить лише слава першовідкривача, а не реальна допомога хворим[7].
Дуже швидко після відкриття, багато хворих на СНІД людей почали звертатися до Барре-Зануссі по допомогу. Хоча вона розуміла, що створення ліків потребує значного часу, і багато людей не зможе їх дочекатися, вона активно спілкувалася зі спільнотою хворих. Вона адвокатувала їхні інтереси, захищала їх від стигматизації, лобіювала більш активне дослідження хвороби. У середині 1980-х років вона здійснила подорож до Африки, де, вразившись масштабами епідемії, почала докладати зусиль щоб залучати допомогу бідним країнам для боротьби з
ВІЛ-інфекцією/СНІДом: від підвищення інформованості населення про хворобу і способи її поширення до діагностичних центрів, які дозволяли б швидко виявляти хворих. У 1988 році вона разом з колегами заснували Міжнародне товариство боротьби зі СНІДом[en][5].
Барре-Сінуссі зіграла головну роль у документальному фільмі "Контрабандисти" 2015 року[11] і документальному фільмі "За страхом" 2016 року[12]. Обидва фільми присвячені різним аспектам впливу СНІДу на життя людей і проблемам що стають на шляху боротьби з ним.
Персонаж Франсуази Барре-Сінуссі присутній у ігровому фільмі "І оркестр грав[en]", що переповідає історію зіткнення людства з епідемією СНІДу. Її роль у фільмі виконала Наталі Бай[13].
