Баркин изучала актёрское мастерство в нью-йоркской Актёрской школе. Театральный дебют состоялся в одном из небольших нью-йоркских театров. Одновременно она была приглашена на небольшие эпизодические роли в различных телесериалах. В 1982 г. Баркин получила первую роль в кино в фильме Барри Левинсона «Забегаловка».
У Эллен Баркин есть сын Джек (род. 1989) и дочь Роми Марион (род. 1992) от первого брака с ирландским актёром Гэбриэлом Бирном. В 2000—2006 гг. Эллен Баркин состояла в браке с миллиардером Рональдом Перельманом (род. 1944), председателем правления компании «Ревлон». В результате развода Эллен Баркин получила 20 млн долларов.
Новый успех ожидал Эллен Баркин в 2004 г. в фильмах Спайка Ли «Она ненавидит меня» и Тодда Солондза «Перевёртыши». В 2007 г. Эллен Баркин снялась в фильме «Тринадцать друзей Оушена».
Её предки эмигрировали из Сибири и границы Россия-Польша в Америку.