Окончила школу в 1968 году. После завершения учёбы в Драматической студии Макса Рейнхарда (1971) работала актрисой ряда театров в Западном Берлине, Франкфурте-на-Майне и Гамбурге. В 1983 году была признана лучшей театральной актрисой года в ФРГ.
В кино с 1973 года, наибольшую известность актрисе принесли роли в фильмах режиссёров Райнера Вернера Фасбиндера, Маргарет фон Тротта, Фолькера Шлёндорфа, Ларса фон Триера. Победитель и номинант престижных кинематографических наград. Признавалась лучшей исполнительницей женской роли на Каннском фестивале («Роза Люксембург», реж. Маргарета фон Тротта), на Венецианском фестивале («Свинцовые времена», реж. Маргарета фон Тротта) и на ежегодной премии Европейской академии кино («Европа», реж. Ларс фон Триер).
В конце 1980-х годов серьёзно занялась пением, исполняла классический репертуар. Позднее организовала рок-группу «Barbara Sukowa & The X-Patsys».
Была замужем за немецким актёром Гансом-Михаэлем Ребергом. С 1992 года живёт в Нью-Йорке с мужем — американским художником и фотографом Робертом Лонгом. У актрисы трое детей, по одному от каждого из мужей и также сын от польского актёра Даниэля Ольбрыхского.