En 2015, Mme Barrett a été l'une des premières femmes élues à la vice-présidence du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) et elle a occupé ce rôle jusqu'en juillet 2023. En tant que vice-présidente, Mme Barrett a mis à profit ses talents de médiatrice pour faire avancer les travaux du GIEC par consensus. Elle a œuvré en faveur de la reconnaissance du Rapport spécial sur l’océan et la cryosphère dans le contexte du changement climatique, présidé l'Équipe d'action pour l’égalité des genres et dirigé le Conseil scientifique du programme de bourses destiné aux scientifiques des pays en développement. Ses déclarations sur le changement climatique et ses conséquences ont été reprises dans des milliers d'articles du monde entier.
Pendant plus de 15 ans, Mme Barrett a représenté les États-Unis dans des délégations chargées de négocier et d'adopter les objectifs de politiques publiques fondées sur la climatologie. En plus des travaux qu’elle a menés au sein du GIEC, elle a pris la tête de l'équipe de négociateurs des États-Unis sur les questions d'adaptation et de renforcement des capacités dans le cadre de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques. Elle jouit d'une grande notoriété en tant que spécialiste de la climatologie et des politiques publiques liées au climat, s'agissant en particulier des incidences du climat et des stratégies visant à aider la société à s'adapter à un monde en mutation.
Aux États-Unis, Mme Barrett a rejoint le Senior Executive Service en 2016. Elle y a été Administratrice assistante adjointe des programmes de recherche de la NOAA pendant cinq ans, après avoir occupé divers postes de direction au sein du Bureau du Programme sur le climat pendant plus d'une décennie. Avant de rejoindre la NOAA en 2005, Mme Barrett avait dirigé le Programme mondial sur le changement climatique de l'Agence américaine pour le développement international (USAID), où elle a supervisé la réalisation d'activités liées au climat dans plus de 40 pays.
Mme Barrett a reçu de nombreux prix pour les contributions qu'elle a apportées à la NOAA, aux États-Unis et à notre planète. Aux États-Unis, elle a notamment obtenu le NOAA Administrator’s Awards en 2010 et en 2015, le Gold Award for Leadership du Ministère du commerce en 2021 et le Meritorious Honor Award du Ministère des affaires étrangères en 2011. Elle a également reçu, avec les autres membres du GIEC, le prix Nobel de la paix en 2007. En 2017, Mme Barrett a prononcé le discours d'ouverture de la cérémonie de remise des diplômes de l'Université de Caroline du Nord à Asheville, qui lui a délivré un doctorat honorifique en sciences. En 2021, elle a reçu le Distinguished Presidential Rank Award, l'une des récompenses les plus prestigieuses de la fonction publique des États-Unis. Plus récemment, en 2022, le Forum mondial sur les paysages a fait figurer Mme Barrett sur sa liste des 16 femmes œuvrant pour la restauration de la Terre.
Mme Barrett est titulaire d'une licence en études environnementales de l'Université de Caroline du Nord à Asheville, où elle a reçu le titre de chercheur universitaire ainsi que de chercheur émérite et été élue membre de la Sigma Xi, une société honorifique pour la recherche scientifique.