Die wegen ihrer üppigen Oberweite und ihren zahlreichen Affären häufig als „Skandalnudel“ bezeichnete Wienerin entwickelt sich in den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts durch die Begegnung mit Rainer Werner Fassbinder zur gefragten Charakterdarstellerin – für den Autorenfilmer steht Barbara Valentin unter anderem für „Effi Briest“, „Lili Marleen“ und „Welt am Draht“ vor der Kamera
Barbara Valentin wird am 15. Dezember 1940 in Wien als Ursula Ledersteger geboren – sie ist die Tochter des Filmarchitekten Hans Ledersteger und der Schauspielerin Irmgard Alberti. Nach der Schauspielschule bekommt die gelernte Kosmetikerin in den ersten Jahren nur kleinere Nebenrollen – wegen ihrer körperlichen Vorzüge hauptsächlich als üppige Blondine und Sexbombe.
Ihre erste Rolle spielt Barbara Valentin bereits als neunjähriges Mädchen in einem Kinovorfilm à la über das richtige Verhalten im Straßenverkehr. Die erste nennenswerte Leinwandrolle hat sie dann 1959 in „Ein Toter hing im Netz“ – danach folgen mehr oder weniger belanglose Filme wie „Das Mädchen mit den schmalen Hüften“ (1960), „In Frankfurt sind die Nächte heiß“ (1966), „Scharfe Schüsse auf Jamaika“ (1965), „Köpfchen in das Wasser, Schwänzchen in die Höh“ (1969) und „Beiß mich, Liebling“ (1970).
In Zusammenarbeit mit dem Filmregisseur Rainer Werner Fassbinder avanciert Barbara Valentin schließlich zur Charakterdarstellerin – sie spielt unter anderem in der Literatur-Adaption von Fontanes „Effi Briest“ an der Seite von Karlheinz Böhm und Irm Hermann, im Beziehungsdrama „Martha“ (1973) neben Margit Carstensen und Ortrud Beginnen, in „Angst essen Seele auf“ (1973) mit Brigitte Mira, in „Nora Helmer“ (1973), im preisgekrönten „Welt am Draht“ (1973) mit Klaus Löwitsch und in „Lili Marleen“ (1980) neben Hanna Schygulla und Hark Bohm
1977 sieht man Barbara Valentin neben Heinz Rühmann, Mario Adorf, Karin Baal und Elisabeth Volkmann in „Gefundenes Fressen“, 1979 im Kinderfilm „Neues vom Räuber Hotzenplotz“, 1984 im Trashstreifen „Im Himmel ist die Hölle los“ an der Seite von Billie Zöckler und Cleo Kretschmer, 1988 in der Heimatfilm-Persiflage „Die Geierwally“ und 1991 in der Ost-West-Komödie „Go Trabi Go“. Barbara Valentin hat auch diverse Auftritte in populären Fernsehserien wie „Ein Schloß am Wörthersee“, „Gute Zeiten, schlechte Zeiten“, „Hallo, Onkel Doc!“, „Ein Fall für Zwei“ und „SOKO 5113“.
1995 verlässt Barbara Valentin die Dreharbeiten zu „United Trash“ von Christoph Schlingensief und steht erst 2001 für den Fernsehfilm „Die Hunde sind schuld“ ein letztes Mal wieder vor der Kamera.
Im Privatleben erlebt Barbara Valentin Höhen und Tiefen – sie ist dreimal verheiratet. Ihr erster Mann ist der Berliner Kaufmann Rolf Lüder, den sie im Alter von einundzwanzig Jahren ehelicht; der zweite ist der Anwalt, der sie bei ihrer ersten Scheidung vertritt. Zum dritten Mal ist sie mit dem Regisseur Helmut Dietl verheiratet. Barbara Valentin hat zwei Kinder.
Gegen Ende der achtziger Jahre wird es stiller um die Schauspielerin. Nach dem Tod des an Aids erkrankten Queen-Sängers Freddie Mercury 1991 – den sie 1983 in einer Londoner Bar kennenlernt und mit dem sie zuletzt zusammenlebt – engagiert sie sich vermehrt in der Aids-Hilfe, danach zieht sie sich fast völlig aus der Öffentlichkeit zurück.
Bis zu ihrem Tod lebt Barbara Valentin im Münchner Glockenbachviertel. Im Alter von einundsechzig Jahren stirbt sie am 22. Februar 2002 an den Folgen einer Gehirnblutung. Sie wird auf dem Münchener Ostfriedhof beigesetzt.