Barbara Grupp begann ihre Laufbahn als Kostümbildnerin bei Roger Fritz' "Mädchen mit Gewalt" (1969) und wirkte im Lauf der folgenden Jahre an so unterschiedlichen Filmen wie "Hexen bis aufs Blut gequält" (1970), Reinhard Hauffs TV-Film "Paule Pauländer" (1976) und Doris Dörries "Mitten ins Herz" (1983) mit. 1986/87 arbeitete sie zum ersten Mal mit Dominik Graf zusammen, bei dem Fernsehfilm "Bei Thea" mit Marianne Hoppe in der Hauptrolle. Danach gehörte sie zu seinem Kernteam an Mitarbeitern und entwarf die Kostüme für zahlreiche Folgen der von ihm konzipierten Serie "Der Fahnder", sowie für seine Beiträge zu den Reihen "Polizeiruf 110" und "Tatort". Aber auch bei Grafs Serie "Im Angesicht des Verbrechens" (2010) und Dramen wie "Deine besten Jahre" (1998), "Die Freunde der Freunde" (2002), "Hotte im Paradies" (2002) oder "Das Gelübde" (2007) zeichnete Grupp für die Kostüme verantwortlich, ebenso bei Grafs Kinoarbeiten von "Die Sieger" (1994) über "Der Felsen" (2002) bis zu "Der rote Kakadu" (2006). 

Daneben arbeitete Barbara Grupp beispielsweise mit Margarethe von Trotta ("Winterkind", TV 1997), Hans Steinbichler ("Hierankl", 2003, "Winterreise", 2006), Alain Gsponer ("Das wahre Leben", 2006) und Johannes Fabrick ("Der letzte schöne Tag", TV 2011) zusammen. Außerdem entwarf sie die Kostüme für Caroline Links Oscar-Preisträger "Nirgendwo in Afrika" (2001) und danach für "Im Winter ein Jahr" (2008) und "Exit Marrakech" (2013). 

Für ihre historischen Kostüme bei Dominik Grafs opulentem Historienfilm "Die geliebten Schwestern" (2014) wurde Barbara Grupp mit dem Deutschen Filmpreis 2015 ausgezeichnet. 

Weitere Zusammenarbeiten mit Caroline Link folgten mit die Bestsellerverfilmung "Der Junge muss an die frische Luft" (2018), über die Kindheit der Fernsehikone Hape Kerkeling, und der Romanverfilmung "Als Hitler das rosa Kaninchen stahl" (2019), über eine jüdische Familie, die nach der Machtübernahme der Nazis aus Deutschland fliehen muss.  

Die erneute Arbeit mit Dominik Graf brachte Grupp 2021 ihre nächste Nominierung für den Deutschen Filmpreis ein: "Fabian oder Der Gang vor die Hunde" (2021), nach dem autobiografischen Roman Erich Kästners, begleitet einen jungen, noch erfolglosen Autor Anfang der dreißiger Jahre im Berlin der Weimarer Republik.