Isolde Barth wurde am 24. August 1948 in Maxdorf geboren. Erste Bühnenerfahrungen sammelte sie während ihrer Gymnasialzeit in Mannheim mit kleinen Rollen am Nationaltheater Mannheim. Nach dem Abitur 1967 begann sie eine Schauspielausbildung, zunächst an der Staatlichen Hochschule für Musik und darstellende Kunst Stuttgart. Im September 1968 wechselte sie an die Folkwang Hochschule Essen (heute: Folkwang Universität der Künste), wo sie im Sommer 1970 ihren Abschluss machte.  

Ihre ersten (kleinen) Kinorollen spielte Barth bereits als Studentin, in zwei Sexfilm-Parodien: Marran Gosvovs "Bengelchen liebt kreuz und quer" (1968) und Michael Verhoevens "Engelchen macht weiter, hoppe - hoppe Reiter" (1969). Ihr erstes Theaterengagement erhielt sie 1970 an den Wuppertaler Bühnen an, gefolgt vom Staatstheater Darmstadt. 

Durch ihre Rolle in George Moorses Kinofilm "Schattenreiter" (1973) wurde Rainer Werner Fassbinder auf Barth aufmerksam: "Damals spielte ich in einem Münchner Kellertheater", so Barth 2020, "Da kam er hin, hat mich angeschaut und dann kam das Angebot der Theatertournee für 'Die bitteren Tränen der Petra von Kant'. Zweimal haben wir das gemacht. mit Ruth Maria Kubitschek als Petra und mir als Karin, die Geliebte. Das war der Anfang. Ich war fasziniert von ihm. Und dachte immer, ich verstehe ihn. Aber ich habe ihn nicht verstanden."

Fassbinder besetzte Barth auch in Nebenrollen mehrerer Filme: "Bolwieser" (1976), "Despair - Eine Reise ins Licht" (1978), "In einem Jahr mit 13 Monden" (1978), bei dem sie auch als Produktions- und Aufnahmeleiterin fungierte, und 1978 in "Die Ehe der Maria Braun". Gegen Ende 1978 wohnten die beiden zeitweise sogar in der gleichen Berliner Wohnung. Bei den Dreharbeiten zu "Die dritte Generation" Ende 1978 eskalierte die Situation jedoch: "Morgens in aller Früh sollte ich irgendwo in Berlin Drehgenehmigungen, Kostüme und anderes besorgen. Und dann bekam ich noch seitenweise Text zum Lernen, neu geschriebenen, weil es kein Drehbuch mit Dialogen gab, nur Szenenfolgen. (...) Ich hatte Textschwierigkeiten, das Licht fiel aus, ein technischer Defekt. Er hat versucht, das auf mich zu schieben. Da war ich fertig, körperlich erschöpft. Mit Margit Carstensen saß ich im Auto und habe geheult." So kam es zum Bruch, und sogar zu einer juristischen Auseinandersetzung. "Von Ende 1978 bis Mai 1980 waren wir zerstritten", so Barth, "Dann hat er wieder den Kontakt gesucht. Ich habe noch nie einen Menschen erlebt, der so aufmerksam war, der alles genau wusste und wissen wollte, was ich machte in der Zeit, es war unglaublich, er war auch so fürsorglich." Barth wirkte anschließend noch in "Lola" (1981) und Fassbinders letztem Film "Querelle" (1982) mit. 

Neben der Arbeit Fassbinder war Barth in den 1970er und 1980er Jahren in weiteren Werken des Neuen Deutschen Films zu sehen. Sie drehte unter anderem mit Werner Schroeter ("Goldflocken", 1976, "Palermo oder Wolfsburg", 1980), Robert van Ackeren ("Die Reinheit des Herzens", 1980) und George Moorse ("Brandmale", 1982). An der Seite von Romy Schneider spielte sie in der deutsch-französischen Koproduktion "Gruppenbild mit Dame" (DE/FR 1977); außerdem gehörte sie zum Ensemble der viel beachteten US-Miniserie "Holocaust" (1978) mit Meryl Streep. 

In den 1980er Jahren besetzte Burkhard Driest Barth in einer Nebenrolle des Justizdramas "Annas Mutter" (1984), Hans-Christoph Blumenberg in seinem Debütfilm "Tausend Augen" (1984); eine Hauptrolle hatte sie in Peter Fleischmanns Kriminaldrama "Frevel" (1984), als Ehefrau eines Kommissars, der einer Verdächtigen verfällt. Auf der Bühne stand Barth 1986 am Bremer Theater (in "Leonce und Lena", Regie: Werner Schroeter) und 1987 am Bayerischen Staatsschauspiel München (in "Edmond" von David Mamet, Regie: von Walter Bockmayer).  

Mit der französischen Regie-Legende Claude Chabrol drehte Isolde Barth 1989 die Henry-Miller-Adaption "Jours tranquilles à Clichy" ("Stille Tage in Clichy"), in der die sie Gattin eines voyeuristischen Verlegers gab; danach gehörte sie auch zum Ensemble von Chabrols "Dr. Mabuse"-Remake "Dr M." (DE/FR/IT 1990). Mit Werner Schroeter arbeitete sie noch einmal bei "Malina" (1991) zusammen. In den USA wirkte sie in einer Folge der Serie "The Young Indiana Jones Chronicles" ("Die Abenteuer des jungen Indiana Jones", 1992) mit. 

In den folgenden Jahren sah man Isolde Barth vor allem in TV-Produktionen. Sie übernahm Gastrollen in unterschiedlichsten Serien und spielte in einigen Fernsehfilmen mit, etwa in "Gestohlenes Mutterglück" (1997) mit Christine Neubauer und in "Die Manns - Ein Jahrhundertroman" (2001). Bedeutende Kinoarbeiten waren die Claude-Chabrol-Filme "Merci pour le chocolat" ("Süßes Gift", CH/FR 2000) und "Die Brautjungfer" (FR/DE 2004), sowie Margarethe von Trottas "Rosenstraße" (DE/NL 2003). 

Wenngleich das Fernsehen ihr Hauptbetätigungsfeld blieb, sah man Barth im Lauf der Jahre gelegentlich auch in Kinofilmen. 2008 spielte sie in eine Hauptrolle in dem in Marokko spielenden, symbolschweren Familiendrama "Kronos. Ende und Anfang" (DE/MA); in Roland Suso Richters "Dschungelkind" (2001) gab sie eine Schuldirektorin, in Daniel Harrichs investigativem Thriller "Der blinde Fleck" (2013) eine Attentatszeugin, in Gregor Schnitzlers Teenager-Psychodrama "Spieltrieb" (2013) eine Richterin. Eine Rückkehr zu ihrer Fassbinder-Zeit bedeutete Oskar Roehlers Filmbiografie "Enfant Terrible" (2020), in der sie Fassbinders Mutter Lilo Pempeit verkörperte. 

Isolde Barth lebt in München.