En 1739, au sortir de ses études, il est nommé vicaire général de l'archevêque de Vienne, puis abbé-comte d'Aurillac en 1745. Nommé le pour être le 33e évêque de Castres, il n'est sacré que le . Progressiste, il incite à la variolisation, et aide le développement du diocèse de Castres, encore bien pauvre. Pour cela, il met en place la culture de la pomme de terre, ainsi que l'élevage du ver à soie. De plus, il fonde des hôpitaux et met en place un enseignement gratuit.
Anacharsis Combes, Étude historique sur Jean-Sébastien de Barral, évêque de Castres, 1752-1773, Castres, chez Mme Veuve Challiol, (lire en ligne)
Edmond de Rivières (Baron), « Inventaire du mobilier de Jean-Sébastien de Barral », Revue historique, scientifique et littéraire du département du Tarn, vol. 22, no 1, , p. 43-55 (ISSN1141-1228, lire en ligne).
Armand Jean, Les évêques et les archevêques de France depuis 1682 jusqu'à 1801, Alphonse Picard, (lire en ligne), p. 9