Formado nas categorias de base do time que revelou Maradona para mundo, Barrios jogou no Argentinos Juniors de 2003 a 2004 antes de rodar por várias equipes do país até ganhar um lugar de destaque no Colo Colo, do Chile, e depois no Borussia Dortmund, da Alemanha.

O atacante de 33 anos tinha contrato com o Grêmio até 31 dezembro, mas o clube gaúcho não manifestou o interesse na renovação. O anúncio foi feito pelo próprio Barrios, logo após a derrota do Grêmio para o Real Madrid, na final do Mundial de Clubes.

Antes de acertar seu retorno ao país natal, Barrios também foi cogitado para retornar ao Colo Colo, clube pelo qual atuou entre 2008 e 2009. Uma desavença entre o jogador e o presidente Aníbal Mosa, no entanto, fez o atacante descartar qualquer possibilidade de acerto com o clube chileno.