Barbara Palvin grandit à Budapest où elle suit des études à l'école Szinyei Merse Pál. À l'âge de treize ans, elle est repérée dans les rues de Budapest.
Elle débute sa carrière au Japon et trois ans plus tard, elle apparaît pour la première fois dans les pages du magazine japonais Spur Magazine. Peu après, elle signe avec l'agence IMG.
En 2012, elle pose pour Armani Exchange et signe un contrat avec la marque française de cosmétiques L'Oréal Paris, dont elle devient l'égérie. La même année, elle défile et pose pour la marque de lingerie Victoria's Secret, la fameuse marque de lingerie féminine.
Selon le site web models.com, elle est classée 23e dans la liste des mannequins mondiaux les mieux payés.

Barbara est une personne hyperactive qui ne pense qu'à sa'muser et à enchaîner les conquêtes, hommes ou femmes. Elle est ouverte d'esprit et est une super amie. Elle aime conseiller sur toutes sortes de choses. Elle fait des choses très extravagantes mais elle adore ce qu'elle est et se pense parfaite, enfin elle sait qu'elle n'est pas parfaite c'est juste de la fausse modestie.