Według podania św. Barbara urodziła się pod koniec III wieku w Nikomedii (dzisiejsza Turcja). Była córką poganina, bogatego i wpływowego człowieka; jedynaczką, długo oczekiwaną przez rodziców. Ładna, wykształcona i inteligentna miała wielu adoratorów, lecz wszystkich odprawiała z kwitkiem.

Ojciec Barbary Dioskur chcąc uchronić córkę przed niechcianymi konkurentami i ustrzec przed chrześcijaństwem, zamknął ją w specjalnie wybudowanej wieży. Zezwolił jej jednak na wizyty nauczycieli. Jak podaje legenda, wśród nich był chrześcijański lekarz, który zapoznał dziewczynę ze swoją religią. Efektem było nawrócenie Barbary. W tajemnicy przed rodzicami przyjęła chrzest i postanowiła poświęcić się Chrystusowi, żyjąc w dozgonnej czystości.

Zagniewany ojciec zakazał córce praktykowania nowej religii, znęcał się nad nią psychicznie i fizycznie. Barbara jednak nieugięcie trwała w wierze. Dręczona przez ojca, uciekła do lasu i ukryła się w grocie. Wydana przez pasterza, została ujęta przez służbę ojca i przekazana władzom rzymskim. Ponieważ nie chciała wyrzec się swojej wiary, torturowano ją: biczowano, przypalano ogniem, kaleczono, szarpano żelaznymi szponami, obcięto piersi, pędzono nago ulicami rodzinnego miasta; w końcu została skazana na śmierć przez ścięcie mieczem.

Według tradycji poniosła śmierć męczeńską z rąk swojego ojca w roku 306. Legenda głosi, że męczeństwu towarzyszyły cuda - w nocy miał ją odwiedzić Chrystus, zaleczyć jej rany i udzielić komunii św.; ojciec po zabiciu córki został porażony piorunem, a owce pasterza-zdrajcy zamieniły się w szarańczę.

Po męczeńskiej śmierci św. Barbary bardzo szybko zaczął się szerzyć jej kult. Na Wschodzie już w VIII wieku imię św. Barbary umieszczono pod datą 4 grudnia w kalendarzu Kościoła greckiego (wraz ze św. Julianną) i Kościoła syryjskiego. Na Zachodzie, w czasach papieża Grzegorza I Wielkiego (590-604), istniało w Rzymie oratorium pw. św. Barbary - ulubione miejsce modlitwy papieża.

Imię św. Barbary zaznaczono pod datą 4 grudnia w kalendarzach z XI-XII wieku w Salzburgu, Eichstadt i Verden. Popularność kultu św. Barbary na Zachodzie wzrosła w okresie wypraw krzyżowych (XI-XIII w.).

W Polsce najstarsze ślady kultu św. Barbary pochodzą z katedry krakowskiej. Można je znaleźć m.in. w kalendarzu XI-wiecznego Modlitewnika Gertrudy, córki Mieszka II. Pojawia się w nim data 4 grudnia z imionami św. Barbary i Janiny.

Od XV wieku św. Barbara jest patronką Wydziału Teologicznego Akademii Krakowskiej. Patronuje Akademii Górniczo-Hutniczej.

Najliczniej kościoły pw. św. Barbary wznoszono na Śląsku, w Małopolsce i na Pomorzu. Do końca XVIII wieku istniały 104 kościoły lub kaplice oraz 165 ołtarzy św. Barbary. O popularności kultu tej świętej świadczy fakt, że jej imię było często nadawane przy chrzcie. Upowszechniło się zwłaszcza od XV wieku. Nosiła je żona Zawiszy Czarnego, potem księżniczki z rodu Jagiellonów oraz żony królów: Barbara Zapolya i Barbara Radziwiłłówna.

Tradycja obchodzenia Barbórki w Polsce pojawiła się w 1354 roku. Z końca XV wieku znana jest, pochodząca z dokumentu księcia oświęcimskiego Janusza, forma "Barbora"; ona dała początek Barbórki na Śląsku.

W ikonografii św. Barbarę ukazywano przede wszystkim jako patronkę dobrej śmierci w koronie i aureoli, w płaszczu z welonem, trzymającą palmę męczeństwa, kielich z hostią lub monstrancję albo wspartą na mieczu, od którego zginęła. Często w tle umieszczano wieżę, w której była więziona, z trzema oknami symbolizującymi Trójcę Świętą. Czasami u stóp św. Barbary ukazywano jej ojca Dioskura.