Binnie Barnes mit ihrem Ehemann Samuel Joseph (1936)
Barnes bewarb sich, nachdem sie zuerst in anderen Berufen arbeitete, auf eine Anzeige hin in Berlin für die Tanzgruppe der Tiller-Girls, brachte es aber nur bis zur Chorsängerin. Daraufhin begann sie in London eine Tanzkarriere und trat in Revuen auf. In dem Stück Little Tommy Tucker erhielt sie ihre erste tragende Rolle.
Mit einigen Kurztonfilmen begann 1929 Barnes Filmkarriere, ihre erste größere Rolle übernahm sie 1931 in der Filmkomödie Love Lies. Bekannt wurde sie 1933 als Catherine Howard in dem Historienfilm Das Privatleben Heinrichs VIII., eine weitere Hauptrolle folgte 1934 in dem Abenteuerfilm Das Privatleben des Don Juan. Im Anschluss ging Barnes nach Hollywood, wo sie abgesehen von wenigen Hauptrollen häufig die Freundin der eigentlichen Heldin verkörperte.
Barnes zog sich seit den 1950er Jahren allmählich vom Filmgeschäft zurück und verbrachte ihren Lebensabend in Los Angeles mit Aktivitäten im sozialen und caritativen Bereich. Sie war in zweiter Ehe mit dem Produzenten und Schauspieler M. J. Frankovich (1909–1992) verheiratet. Auf dem Hollywood Walk of Fame ist ihr ein Stern gewidmet.