Narodil se v rodině chudého bůrského kněze v městě Beaufort West. Studoval medicínu na univerzitě v Kapském městě a na universitě v Minnesotě. V Minneapolis se začal blíže zajímat o kardiologii a hrudní chirurgii. V prosinci 1967, jako první na světě provedl transplantaci lidského srdce. Barnard byl oslavován po celém světě a jeho operace znamenala obrovský pokrok na poli život zachraňující chirurgie. Jako 45-letý se ocitl na výsluní popularity, jeho fotografie zdobily obálky časopisů na celém světě. To však poznamenalo jeho soukromý život- dvakrát se rozvedl.
V roce 1983 opustil pole chirurgie a dal se na dráhu spisovatele, napsal učebnici kardiologie, vlastní životopis a pár nepříliš úspěšných románů, včetně thrilleru z prostředí orgánových transplantací. V roce 1986 se zapojil do reklamní kampaně na krém proti stárnutí, který byl posléze pro své pochybné účinky stáhnut z trhu a Barnardova medicínská reputace byla pošramocena. Nyní žije na ovčí farmě v oblasti Karoo, kde se zabývá ochranou zvěře.