En , Barnes obtient le Morgan Wootten Award, un prix récompensant le meilleur joueur de lycée du pays[2]. Le , Barnes participe au Nike Hoop Summit au Rose Garden où il marque 27 points. Il joue ensuite dans le McDonald's All-American Team pour la sélection ouest qui remporte le match 107 à 104. Avec 18 points, Barnes est nommé meilleur joueur de l'ouest (Jared Sullinger est le meilleur joueur de l'est)[3]. Barnes s'illustre ensuite à la Jordan Brand Classic où il remporte encore le titre de meilleur joueur, conjointement avec Kyrie Irving.
Avec l'arrivée d'Andre Iguodala, Barnes commence la saison en tant que remplaçant[9]. Il participe de nouveau au BBVA Compass Rising Stars Challenge. Il est choisi en tant que titulaire dans l'équipe Hill. Barnes termine le match avec 16 points, 3 rebonds, 3 passes et 2 interceptions en 23 minutes et contribue à la victoire de son équipe.
Le , Barnes établit son record de points en carrière avec 30 unités contre les Nuggets de Denver lors du dernier match de la saison des Warriors. Les Warriors terminent la saison avec un bilan de 51 victoires et 31 défaites, à la sixième place de la conférence ouest mais ils perdent au premier tour des playoffs 4 matches à 3 contre les Clippers de Los Angeles.
Saison 2014-2015 : l'année du titre
Avec l'arrivée du nouvel entraîneur Steve Kerr, Barnes est de nouveau titularisé et a un impact immédiat. Le , il réalise son meilleur match de la saison en marquant 25 points lors de la victoire 114 à 95 contre les Hawks d'Atlanta. Le , il marque le panier de la victoire à quelques secondes de la fin du match et permet aux Warriors de battre les Suns de Phoenix 107 à 106.
Lors des playoffs 2015, Barnes réalise de bonnes performances lors du second tour contre les Grizzlies de Memphis. Il tourne à 12,8 points par match, en tirant à 54,4 %, une performance saluée par de nombreux connaisseurs du basket-ball en raison de la bonne réputation défensive des Grizzlies. Lors des matches 4, 5 et 6, Barnes reçoit davantage le ballon pour prendre les tirs importants en fin de match. Quand les Warriors perdent de plus de 10 points (23 à 12) dans le premier quart-temps du match 5, Barnes marque sept des douze points de son équipe et est suivi par son coéquipier Stephen Curry qui permet aux Warriors de terminer en tête à la fin de ce quart-temps 26 à 25. Le , dans le match 5 de la finale de la conférence ouest, Barnes marque 24 points et permet à son équipe d'accéder à la finale[10],[11] pour la première fois en 40 ans. Barnes remporte son premier titre NBA avec les Warriors de Golden State après avoir battu les Cavaliers de Cleveland en six matches.
Saison 2015-2016 : le record du nombre de victoires
Barnes aide les Warriors à commencer leur saison avec un bilan de 17 victoires sans aucune défaite avant de se faire une entorse à la cheville gauche qui l'écarte des parquets durant 16 matches. Le , il fait son retour contre les Hornets de Charlotte en marquant huit points en tant que remplaçant dans la victoire 111 à 101.
Mavericks de Dallas (2016-2019)
Le , Barnes signe un contrat de 94 millions de dollars sur quatre ans avec les Mavericks de Dallas[12]. Il fait ses débuts sous son nouveau maillot lors du match d'ouverture de la saison le durant lequel il marque 19 points et prend neuf rebonds dans la défaite des siens 130 à 121 après prolongation chez les Pacers de l'Indiana. Deux jours plus tard, il bat son record de points en carrière avec 31 unités lors de la défaite 106 à 98 chez les Rockets de Houston[13]. Il bat ce record le , en marquant 34 points lors de la victoire 96 à 75 après prolongation contre les Bucks de Milwaukee.
À l'intersaison, il re-signe avec les Kings pour un contrat de 85 millions de dollars sur quatre ans[15]. Il prolonge à nouveau à l'été 2023 avec les Kings pour un contrat de 54 millions de dollars sur trois ans[16].
Spurs de San Antonio (depuis 2024)
En juillet 2024, il est transféré vers les Spurs de San Antonio dans un échange en triangle[17].
Palmarès
En club
Champion NBA avec les Warriors de Golden State en 2015