Thierry Barrault devient coureur professionnel dans l'équipe La Redoute, pour laquelle il court deux ans. En 1985, il est dix-neuvième et premier Français du Tour des Flandres. En 1986, il est chez Miko-Carlos-Février-Tönissteiner. Il redevient ensuite amateur à l'AC Boulogne-Billancourt.
Après la fin de sa carrière, il travaille pour Royal Vélo France à partir de 1990, puis Mavic en 1998[1]. Il meurt le à Poitiers d'un accident vasculaire cérébral.