Выпускник школы Баллард (школа) в Сиэттле, Барнетт стал самым молодым чемпионом в тяжёлом весе в истории UFC после победы над Рэнди Кутюром в начале 2002 года. Позже в том же году он был лишён титула, будучи уличёным в употреблении трех анаболических препаратов. После судебных слушаний 26 июля 2002 года, Атлетическая комиссия штата Невада лишила его лицензии на профессиональную спортивную деятельность на полгода, несмотря на то, что Барнетт категорически отрицал употребление каких-либо стероидов.
После потери чемпионского титула в UFC, Барнетт переехал в Японию, где начал заново строить свою карьеру, сначала как профессиональный борец в организации New Japan Pro Wrestling, где выступал в 2003 и 2004 годах. Несмотря на то, что Барнетт проиграл первый свой матч против японца Юджи Нагаты, дальнейшая его карьера была более успешна и вылилась в более, чем 50 боёв.
В дальнейшем Барнетт стал выступать в ММА, сменив постановочные бои на реальные. В организации Pancrase он выиграл открытое Гран-при, победив Юки Кондо. Эта победа позволила ему встать в один ряд с такими известными бойцами как Кен Шемрок, Фрэнк Шемрок и Бас Руттен, сумевшими стать обладателями чемпионского титула одновременно в UFC и в Pancrase.
В первом бою в Pride FC на Pride 28 Барнетт вышел против хорвата Мирко Филипповича. Во время боя Барнетт получил одновременно получил трещину и вывих плечевого сустава, в результате чего, потребовалось хирургическая операция и более шести месяцев вынужденного отдыха. Выздоровев, Барнетт снова вышел на бой против Филипповича, однако, вновь проиграл, на этот раз единогласным решением. Третий раз Барнетт проиграл Филипповичу в финале Pride Grand Prix 2006 в открытой весовой категории. В отличие от предыдущих боёв, исход третьего был решен непреднамеренным тычком в глаз.
Впрочем, если не принимать во внимание поражение от хорвата, карьера Барнетта в Pride была весьма успешной. Среди побежденных им бойцов значатся такие известные имена как Антонио Ходриго Ногейра, Александр Емельяненко, Сэмми Шилт, Марк Хант и Павел Настула. Бой против Настулы, польского чемпиона по дзюдо, на «Pride 32» — первом шоу организации, проходил на территории Соединенных Штатов. Для допуска к этому поединку Барнетту пришлось снова пройти тест на стероиды по требованию все той же Атлетической комиссии штата Невада.
Сам бой с Настулой Барнетт едва не проиграл, находясь в невыгодной позиции снизу на протяжении почти двух раундов, однако, в конце боя сумел вывернуться и провести болевой прием на стопу соперника. После боя на пресс-конференции Барнетт высоко оценил силы своёго противника, а послематчевые тесты Настулы на стероиды дали положительный результат.
После приобретения Pride компанией Zuffa, материнской компанией главного конкурента — UFC, Барнетт не выходил на ринг весь 2007 год, за исключением встречи с Хикару Сато на Pancrase, состоявшейся по правилам борьбы. Барнетт не последовал примеру многих ветеранов Pride и не стал перебираться снова в UFC, так как хотел присоединиться к организации, где бы выступал тяжеловес номер один в мире, Фёдор Емельяненко. В 2008 году Барнетт подписал контракт с только что созданной японской организацией Sengoku и провёл два боя на её первых двух турнирах, победив болевым приёмом Хидехико Йошиду и единогласным решением Джеффа Монсона.
Поскольку контракт с Sengoku не был эксклюзивным, Барнетт мог также выступать за любую другую организацию ММА. Такой организацией стала Affliction Entertainment, на первом турнире которой он выступил в июле 2008 года. Спустя семь лет после своего единственного проигрыша нокаутом Педро Хиццо, Барнетт смог вернуть долг бразильцу, нокаутировав его во втором раунде. На втором турнире в январе 2009 Барнетт одержал победу над ветераном Pride Гилбертом Айвелом техническим нокаутом. Третий бой Барнетта за Affliction должен был состояться первого августа 2009 года против Федора Емельяненко. Несмотря на ажиотаж, бой, где должны были сойтись двое лучших на тот момент в мире бойцов, не состоялся ввиду того, что тест Барнетта на стероиды опять дал положительный результат. Affliction не смогла вовремя найти Барнетту замену и была вынуждена отменить турнир, что обернулось крахом для промоушена. Барнетт запросил повторить тест, но провалил и его.
Многочисленные попытки Барнетта вновь получить лицензию от штата Калифорния не увенчались успехом. Дважды слушание было отложено из-за недостатка информации от лаборатории, проводившей тесты; в третий раз на слушание не смог приехать адвокат Барнетта, Майкл Димаджио, а в четвертый раз на слушании не появился сам Барнетт. Согласно Шэннон Хупер, менеджеру Барнетта, Джош находился в Японии, выступая в рестлерском матче. Сам Барнетт позже заявил, что не знал, что его присутствие необходимо, однако Атлетическая комиссия штата Калифорния утверждала об уведомлении Барнетта за несколько месяцев до слушания.
22 мая 2010 года Барнетт выступил за японскую организацию Dream, де-факто преемника Pride. Соперником Барнетта стал «Могучий Мо» Силига, которого Барнетт взял на болевой приём в первом раунде. Также известно, что на данный момент Барнетт ведет переговоры со Strikeforce, но соглашение пока не достигнуто.
Джош Барнетт также известен и среди любителей компьютерных игр. В игре для Xbox «Beautiful Katamari» он появляется под именем «Wrestler» в шортах со своими инициалами и в перчатках Pride FC.
У Джоша помимо всего есть опыт тренерской деятельности. Он преподавал борьбу в одном из тренировочных центров в Калифорнии. Он является тренером и менеджером Мегуми Фуджии.
Также следует отметить, что Джош известен своим чувством юмора. Во время боя с Майти Мо Барнетт случайно ударил того коленом в пах, за что после боя немедленно извинился и предложил Мо ударить его в пах в ответ. Кроме того, перед одним из боёв в Pride Барнетт, выслушав инструкции рефери, изобразил на лице искреннее удивление и недовольство, «узнав» о запрете ударов в пах.