Родилась 16 апреля 1954 года в Нью-Йорке, в семье продавца химикатов и администратора госпиталя. Предки Эллен родом из Сибири. Девочка с детства мечтала о сцене, но прежде всего решила получить образование. В 15 лет она подала документы в престижный колледж Hunter College на факультет драматического мастерства. Учебу Баркин оплачивала самостоятельно, подрабатывая официанткой. Затем девушка поступила в знаменитую актерскую школу Ли Страсберга. Поначалу она грезила о театре, но в конце концов остановила свой выбор на кино. «Мне почему-то показалось, что перед камерой нельзя солгать, а на сцене можно спокойно сфальшивить», – признается актриса. Баркин, помимо таланта, повезло также и с яркой внешностью белокурой фарфоровой куклы, буквально искрящейся эротизмом. В 28 лет состоялся ее кинодебют – фильм Барри Левинсона «Забегаловка» (1982), затем актриса отметилась в эпизодах лент «Пароль» (1982), «Нежное милосердие» (1983), «Дэниел» (1983). В 32 года она сыграла привлекательную возлюбленную главного героя в фильме «Большой кайф». Кинематографисты обратили внимание на дикую сексуальность Эллен и приглашали ее на амплуа фатальных красоток с цепким взглядом, так, культовый режиссер Джим Джармуш снял ее в картине «Вне закона», представленной в Каннах. В 1987-ом Баркин воплотила в драме «Сиеста» роль отважной парашютистки, разгадывающей цепь загадочных событий, предшествовавших роковому падению, в результате которого она лишилась памяти. На съемках Эллен познакомилась с актером Гэбриелем Бирном, вскоре они поженились, но через пять лет разошлись. Баркин, мать двоих детей, продолжала радовать любителей эротических триллеров: она никогда не скрывала, что не стыдится раздеваться в кадре. Большую популярность принес ей криминально-любовный дуэт с Аль Пачино в картине «Море любви» (1989) и образ гангстерши в ленте «Красавчик Джонни».
В 1991 году на экраны вышла лента «Подмена», где Эллен сыграла мужчину в теле женщины, который после своей гибели возвращается на землю, чтобы найти любовь своей жизни. За эту блестящую актерскую работу Баркин удостоилась номинации на «Золотой глобус». В 1993 году в драме «Жизнь этого парня» она воплотила мать-одиночку, обменявшая свободу на брак со скупым и злобным деревенщиной, который к тому же ненавидит пасынка (юный Леонардо ДиКаприо) и была номинирована на «Золотой глобус». В 1997 году актриса получила «Эмми» за телефильм «Разбитые сердца», где ее партнершей по съемочной площадке стала Опра Уинфри. В 2000 году Эллен вышла замуж во второй раз – за бизнесмена Рона Перельмана, пара прожила вместе шесть лет.
Баркин, закрепившая за собой статус кинозвезды Голливуда, продолжает активно сниматься. Среди последних ее работ стоит отметить блокбастер «Тринадцать друзей Оушена», ленты «На запад» и «Милосердие». В последней она предстает в необычном образе женщины-полицейского с лесбийскими наклонностями.
