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.
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.