1881. december 2-án született Brémában. Doktorátusát 1907-ben Göttingenben szerezte. 1911-ben elfogadta a Drezdai Műszaki Akadémia villamosmérnöki karán a világon először létesített híradástechnikai szakon az első professzori állást. Itt a spontán rezgések és a nemlineáris kapcsolóelemek elméletét kutatta, és az elektroncsövek ma is használatos jellemzőit állapította meg. Az akusztika és a mágnesség terén végzett munkája vezetett el 1919-ben a Barkhausen-hatás felfedezéséhez: felismerte, hogy a ferromágneses anyagok, pl. a vas a folyamatosan erősödő mágneses mezőben nem folytonosan, hanem apró ugrásokkal, lépcsőzetesen mágneseződik fel. 1920-ban Karl Kurz-cal kifejlesztette a Barkhausen-Kurz-oszcillátort igen nagy frekvenciához. Ez volt a mikrohullámú cső elődje, amely segítette a sebességmoduláció elvének megértését. A rövidhullámú rádióadással kapcsolatos kísérletei is nevezetesek. Kiemelkedő szerepe volt az elektroncsövek, általában a nagyfrekvenciás rezgések technikájának fejlesztésében. A Barkhausen-egyenlet a meredeksége, belső ellenállása és áthatása között állapít meg összefüggést. Drezdában hunyt el.