Născută pe 2 decembrie 1951, ea a fost fiica lui Marcello Mastroianni şi a primei lui soţii, Flora Carabella. Actorul italian a mai avut o fiică, pe actriţa Chiara Mastroianni, cu Catherine Deneuve, însă a fost căsătorit întreaga viaţă cu Carabella.
Barbara şi Chiara Mastroianni au fost cele mai bune prietene, iar aceasta din urmă i-a stat alături până la final, scrie The Hollywood Reporter.
Barbara Mastroianni a lucrat în industria cinematografică şi a teatrului ca designer de costume. A colaborat cu regizori ca Federico Fellini („E la nave va”, 1983), cu Elio Petri („Buone Notizie”, 1979), Ettore Scola („La nuit de Varennes”, 1982) şi Mauro Bolognini („L’eredità Ferramonti”, 1976). A creat apoi mobilă pe care a expus-o în Italia şi străinătate.
A fost căsătorită cu Giorgio Bertocci Fontana, care a murit în urmă cu câţiva ani.
Barbara Mastroianni a fost o figură retrasă, vorbind rareori despre tatăl ei, starul unor filme ca „La Dolce Vita”, „La Notte” şi „Divorzio all’italiana”, iar în aceste cazuri spunea că a fost unul iubitor şi un spirit tânăr.
Catherine Deneuve a fost prezentă împreună cu Chiara Mastroianni la înmormântarea care a avut loc sâmbătă, la Roma. Între cei care au condus-o pe Barbara Mastroianni pe ultimul drum s-au numărat cântăreţul Renato Zero şi primarul Fontana Liri (localitatea natală a lui Marcello Mastroiani), Gianpio Sarracco.
