En , alors qu'il assiste à une cérémonie organisée pour la canonisation de Thérèse de Lisieux, il comprend la nouveauté de son message qu'il prêchera tout au long de sa vie. Après sa formation au grand séminaire d’Albi, il y est ordonné prêtre pour le diocèse le .
Le , il préside au mariage du prince Rainier III avec Grace Kelly et baptisera leurs enfants.
Évêque de Fréjus-Toulon
Le , Barthe est transféré sur le siège de Fréjus-Toulon.
Il participa en tant qu'évêque aux quatre sessions du concile Vatican II.
Il contribue au renouveau du diocèse, en accueillant de nouvelles communautés religieuses comme les moniales de Bethléem à la Verne et au Thoronet, les Bénédictines au Bessillon ou la communauté Saint-Jean, en créant la diaconie du Var, et en exhortant les fidèles à plus d'engagement au sein de l’Église.
Il est cependant confronté à la crise du clergé, à laquelle il réagit avec charité et fermeté, invitant à « garder l'amitié, mais rester ferme sur la vérité », certaines attitudes étant « inacceptables »[2]. Dans cette période difficile, Barthe doit gérer l’accueil de l’archevêque vietnamien de Hué, Pierre Martin Ngo Dinh Thuc, qui ordonne de façon illicite des évêques à Toulon, sans l'accord de Rome[3] La prudence de Barthe va jusqu'à interdire à ses prêtres et à ses diocésains d’assister à une conférence donnée à Toulon par Paul Seitz des Missions étrangères de Paris et évêque émérite de Kontum au Vietnam, pour ne pas sembler cautionner ce conférencier qui est taxé « d'anti-communisme primaire »[4]. Celui-ci, missionnaire intrépide, témoin des exactions de la guerre du Vietnam, ne cache pas sa déception dans un livre intitulé Le Temps des chiens muets, réflexions personnelles sur ses épreuves et celles du peuple au Vietnam et la déception éprouvée en retrouvant une France endormie et muette, indifférente au drame qui s'est joué et se joue encore dans son pays de mission[5].