Barbara Eden nasceu Barbara Jean Morehead, em 23 de agosto de 1931, em Tucson, Arizona (EUA). Quando ela era muito criança, seus pais se separaram e sua mãe voltou a se casar, com Harrison Connor Huffman, que adotou e criou a menina como filha, e ela passou a adotar o nome de seu padrasto.

Ainda criança, ela começou a cantar no coro da igreja. Na adolescência, começou a cantar em clubes noturnos para ajudar nas despesas da casa. Aos 16 anos também começou a tomar as primeiras aulas de interpretação. Em 1951, com o nome de Barbara Huffman, foi eleita Miss San Francisco, classificando-se para o Miss Califórnia.

Sua beleza chamou a atenção e logo ela chegaria ao cinema.

Barbara estreou fazendo figuração no filme De Volta da Eternidade (Back from Eternity, 1956), onde fazia uma jovem estudante que trabalha como repórter do jornal da escola. Também começou a atuar em episódios de diversas séries de televisão, como Perry Mason e Gunsmoke.

Em 1957, ela fez uma participação na série I Love Lucy. Barbara atuou no penúltimo episódio gravado antes da série ser cancelada, mas chamou a atenção de Lucille Ball, que quis colocar a jovem promissora sob contrato, mas a 20th Century Fox havia sido mais rápida e oferecido um contrato para a moça.

Barbara Eden em seu primeiro papel no cinema

Na Fox, Eden estrelou a série How to Marry a Millionaire (1957-1959), baseada no filme Como Agarrar um Milionário (How to Marry a Millionaire, 1953).

Eden, Lori Nelson e Merry Anders faziam os papéis que foram anteriormente de Marilyn Monroe, Betty Grable e Lauren Bacall.

No estúdio, fez teste para os filmes A Mulher do Próximo (No Down Payment, 1957), mas perdeu para Jeanne Woodward. Também tentou um papel em A Caldeira do Diabo (Peyton Place, 1957), mas perdeu para Terry Moore. Após fazer alguns papéis menores, atuou com destaque em Recrutas e Enxutas (A Private’s Affair, 1959).

Seu primeiro papel principal foi em Estrela de Fogo (Flaming Star, 1960), o faroeste do cantor Elvis Presley, considerado o melhor papel do cantor no cinema. Nos anos seguintes, estrelou produções de sucesso como Viagem ao Fundo do Mar (Voyage to the Bottom of the Sea, 1961), O Mundo Maravilhoso dos Irmãos Grimm (The Wonderful World of the Brothers Grimm, 1962), Cinco Semanas Num Balão (Five Weeks in a Balloon, 1962) e As 7 Faces do Dr. Lao (7 Faces of Dr. Lao, 1964).

Barbara também atuou em Um Gênio Entrou Lá em Casa (The Brass Bottle, 1964), um grande fracasso de bilheterias daquele ano. Porém, o filme serviu de inspiração para a série Jeannie é um Gênio (I Dream Of Jeannie, 1965-1970), uma das séries mais bem sucedidas da história da televisão. Porém, em Um Gênio Entrou lá em Casa a bela gênia era interpretada pela atriz indiana Kamala Devi.

O escritor Sidney Sheldon havia sido incumbido de criar uma série para competir com o sucesso de A Feiticeira (Bewitched), e escolheu Eden para ser a gênia atrapalhada que serve o seu amo, o Major Nelson, vivido por Larry Hagman. A atriz protagonizou 139 episódios na série, que durou cinco anos. Além disto, também vestiu uma peruca preta para interpretar a sua irmã malvada em alguns episódios.Em um episódio, também interpretou a mãe de Jeannie.

Jeannie e sua irmã má

Quando a série foi cancelada, a atriz não conseguiu retomar o estrelato. Ela gravou alguns pilotos de séries que foram recusadas e estrelou alguns telefilmes. Com o antigo colega e amigo Larry Hagman atuou em Uivos no Silêncio da Noite (A Howling in the Woods, 1971), feito para a televisão.

No cinema, também atuou em A Gang dos Dobermans (The Amazing Dobermans, 1976), um dos últimos trabalhos de Fred Astaire. Também atuou em duas temporadas na série Dallas e gravou alguns discos como cantora.

Barbara Eden voltaria vestir a roupa de gênio em Jeannie é Um Gênio – 15 anos Depois (I Dream of Jeannie... Fifteen Years Later, 1985) e em Jeannie ainda é um Gênio (I Still Dream of Jeannie, 1991). Larry Hagman se recusou a participar de ambas as sequências.

Como Jeannie ainda apareceria em A Volta da Família Sol Lá Si Dó (A Very Brady Sequel, 1996). Entre 2002 e 2003 interpretou uma bruxa na série Sabrina, a Aprendiz de Feiticeira (Sabrina, the Teenage Witch). Seu último trabalho na televisão foi em 2016.

Barbara Eden lançou uma biografia contando sua vida em 2011, onde conta, inclusive, os detalhes da crise emocional que passou quando seu único filho, o ator Matthew Ansara, morreu de overdose em 2002.