Die Australierin Kym Barrett sammelte beim Theater erste praktische Erfahrungen als Kostümbildnerin. Ihre erste Arbeit für den Film waren die Kostüme für Baz Luhrmans moderne Shakespeare-Adaption "Romeo & Julia" (USA 1996). Einen überragenden Erfolg konnte sie drei Jahre später mit den stilbildenden Kostümen für den Science-Fiction-Kultfilm "The Matrix" (USA/AUS 1999) verbuchen: Die Entwürfe hatten Einfluss auf die zeitgenössische Mode und brachten Barrett zudem eine Nominierung für den Gilde-Preis der amerikanischen Kostümbildner ein. Auch bei den Fortsetzungen "Matrix Reloaded" und "Matrix Revolutions" (beide USA/AUS 2003) zeichnete sie für die Kostüme verantwortlich.

Zu ihren weiteren Arbeiten gehören unter anderem der im viktorianischen London spielende Thriller "From Hell" (USA 2001), über den Fall des Serienmörders Jack the Ripper, die Liebeskomödie "Rumor Has It..." ("Wo die Liebe hinfällt", USA/D/AUS 2005), das 1937 angesiedelte Flüchtlingsdrama "Die Kinder der Seidenstrasse" (USA/VR/AUS/D 2008; zusammen mit Wenyan Gao) und die Comic-Verfilmung "The Amazing Spider-Man" (USA 2012).

Für ihr Kostümbild zu der epischen Bestseller-Verfilmung "Cloud Atlas" (USA/D 2012) erhielt sie gemeinsam mit Pierre-Yves Gayraud eine weitere Nominierung der amerikanischen Kostümbildner-Gilde sowie den Deutschen Filmpreis 2013.