Bärbel Friedrich studierte von 1965 bis 1979 Biologie an der Georg-August-Universität Göttingen und wurde dort 1973 promoviert. Nach einem Forschungsaufenthalt am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston (USA) kehrte sie nach Göttingen zurück und habilitierte sich 1983 im Fach Mikrobiologie. Im Jahr 1984 erhielt Bärbel Friedrich einen Ruf auf die Professur für Mikrobiologie an der Freien Universität Berlin. Im Jahr 1994 folgte sie einem Ruf an die Humboldt-Universität zu Berlin, wo sie ihre Forschung bis zu ihrer Emeritierung im Jahr 2013 fortführte.
Im Jahr 1994 wurde Bärbel Friedrich in die Sektion Mikrobiologie und Immunologie der Leopoldina aufgenommen und war von 2005 bis 2015 Vizepräsidentin der Akademie. Von 2003 bis 2005 wirkte sie außerdem in der Enquete-Kommission für Ethik und Recht der modernen Medizin des Bundestags mit und war von 2008 bis 2018 wissenschaftliche Direktorin des Alfried Krupp Wissenschaftskollegs Greifswald.
Bärbel Friedrich ist das neunte Mitglied der Leopoldina, das die Ehrenmitgliedschaft der VAAM erhalten hat. In den vergangenen Jahren wurde sie unter anderem an die Mikrobiologen Prof. Dr. Georg Fuchs und Prof. Dr. Michael Hecker verliehen.