Barrett a 60-as évek közepén gitárosként és énekesként vett részt a Pink Floyd létrehozásában és első lemezeik készítésében. A szakma őt tekintette a pszichedelikus zenét játszó banda zenei „agyának”. Az együttes 1967-ben megjelent, The Piper at the Gates of Dawn című nagylemezét, amely a rajongók és a kritikusok körében is hatalmas sikert aratott, nagyrészt Barrett dalai töltötték meg.
A gitáros hamarosan a kábítószer rabja lett, emiatt problémái támadtak zenésztársaival. Főleg emiatt vált ki a Pink Floydból 1968 tavaszán, és tervezett szólókarrierje sikertelennek bizonyult. Utódja a zenekarban David Gilmour lett, aki Roger Waters basszusgitárossal roppant termékeny szerzőpárost alkotott. Az 1979-ben kiadott, The Wall című dupla LP-jük mindmáig a rockzene egyik kiemelkedő alkotása.
Barrett a 70-es években teljesen visszavonult a popszakmából, magányosan élt szülővárosában, Cambridge-ben. Zenésztársai azonban megőrizték a közös évek emlékét: neki ajánlották a Shine On You Crazy Diamond, illetve a Wish You Were Here című számaikat. A 80-as évek óta Barrett már alig-alig állt kapcsolatban egykori társaival, az utóbbi években súlyos cukorbetegség keserítette meg életét. A zenekar szóvivője nem közölte a halál pontos okát, csak annyit, hogy az már több napja bekövetkezett.