Studentessa di veterinaria, Barbara De Rossi vince un concorso di bellezza che le spalanca le porte del cinema. Il suo esordio avviene appena diciottenne con Alberto Lattuada, che le affida il ruolo di Ilaria in Così come sei per poi volerla anche nel suo successivo film La cicala. Se la sua carriera cinematografica prosegue altalenante con titoli di vario genere, ma quasi mai importantissimi (lavora anche in Francia con Chabrol in Giorni felici a Clichy e con Rouffio in L'orchestra rossa). Il successo lo troverà sul piccolo schermo, dove avrà ruoli importanti da protagonista in moltissimi tv-movie di grande successo, fra cui Storia d'amore e d'amicizia di Franco Rossi, La Piovra, che le procura vasta popolarità, Cinecittà, Un ciclone in famiglia fino ad approdare, nel 2010, nel cast della fiction con Massimo Boldi Fratelli Benvenuti. Nell'autunno 2014 esce nei cinema il film Universitari-Molto più che amici diretto da Federico Moccia in cui la De Rossi interpreta la madre di una delle protagoniste. Torna alla Tv in una parte da protagonista nella quarta stagione della fiction di Canale 5, L'onore e il rispetto, con altri volti noti del piccolo schermo italiano come Gabriel Garko e Laura Torrisi. Alternandosi sempre soprattutto in ruoli tra cinema e Tv, nel 2016 è nelle sale cinematografiche con Tutto può accadere nel villaggio dei miracoli di Modestino di Nenna.
Barbara De Rossi è una attrice drammatica di notevoli qualità, fra le più brave e convincenti dell'ultima generazione. Sposata col ballerino Branislav Tesanovic (Novi Sad 24 settembre 1970) dal quale ha una figlia, Martina, nata nello stesso anno in cui sono convolati a nozze (1995), comunicherà le sue intenzioni di divorziare nell'aprile 2010 con un comunicato.