Funcionario del gobierno de Adolf Hitler, a quien, por sus actuaciones en Francia en el período en que este país estuvo invadido por las fuerzas alemanas durante la Segunda Guerra Mundial, se le llamó el carnicero de Lyon.
Nació en Bad Godesberg. A la edad de 20 años ingresó en las juventudes hitlerianas, y dos años después pasó a formar parte del servicio de seguridad de las S.S. Con el ejército de su país participó en la invasión de Holanda y luchó en Rusia. Miembro de los Servicios de Información, en 1942, fue destinado a Lyon, Francia, y ascendido a jefe de la IV Sección de la Policía Secreta Estatal o Gestapo.
Como tal, logró penetrar la estructura de la patriótica organización de la Resistencia francesa, y detener a una gran parte de sus miembros -entre ellos el líder Jean Moulin-, todos los cuales, después de haber sido torturados durante muchas horas, fueron ejecutados. En 1944 Barbie tomó la decisión de detener y deportar a 44 niños judíos para enviarlos a los campos de concentración y exterminio en Alemania, suerte que también corrió, bajo sus órdenes, un convoy con más de 700 adultos judíos.
Cuando en 1945 se produjo la derrota de Alemania, salvó su vida cambiando de identidad. En 1947, gracias a ciertas ayudas no del todo esclarecidas, emigró a Estados Unidos, donde -según se dijo- realizó trabajos de inteligencia para la CIA.
Bajo el nombre de Klaus Altmann se estableció en Bolivia en 1951 y obtuvo la nacionalidad. Dedicado en apariencia a la gestión de negocios, se cree que como asesor especial prestó colaboración a los gobiernos militares de aquel país en su lucha contra las guerrillas urbanas, y que tuvo participación en las acciones que culminaron con la captura y posterior muerte de Ernesto Che Guevara.
En Francia, en 1952 y en 1954, se efectuaron procesos judiciales en su contra, y en ambos casos fue condenado a muerte en ausencia. Cuando el Gobierno francés tuvo noticias fidedignas de que vivía en Bolivia, insistentemente solicitó la extradición; el general Hugo Banzer la denegó, alegando carecer de un tratado al respecto con París.
Pero cuando Hernán Siles Suazo ascendió a la primera magistratura boliviana, retiró la nacionalidad a Barbie y concedió su extradición en 1983. El proceso que se abrió en Francia provocó un intenso debate nacional, ya que el imputado trató de involucrar en los hechos de que se le acusaba, a algunos importantes ciudadanos y hasta a miembros de la propia Resistencia.
No obstante, en 1987 fue declarado culpable de haber cometido crímenes contra la humanidad, y condenado a cadena perpetua. Falleció en Lyon, Francia.