Con el respaldo de su padre, Eduardo Barrios, la pintora Gracia Barrios se formó con el artista Carlos Isamitt. Durante la secundaria, ingresó a los cursos vespertinos de la Escuela de Bellas Artes de la Universidad de Chile, siendo alumna regular entre 1944 y 1949.

Parte activa del Grupo de Artistas Plásticos de la Universidad de Chile, buscó redefine los límites de la plástica nacional. En 1953, inició su carrera docente como ayudante del Taller de Dibujo de Carlos Pedraza. En 1957, fue designada profesora en la Escuela de Artes de la U. de Chile y, en 1959, fundó el Grupo Signo junto a José Balmes, Alberto Pérez y Eduardo Martínez Bonati.

En 1973, se trasladó a París, pero mantuvo su conexión con la Universidad de Chile, realizando visitas regulares con su esposo, José Balmes. En 2011, recibió el Premio Nacional de Artes Plásticas por su destacada carrera y labor formadora.

Barrios expresó su constante reflexión sobre la vida y la realidad humana al recibir el reconocimiento. Su obra, centrada en la condición humana y su relación con los contextos existenciales e históricos, ha resonado internacionalmente, exhibiéndose en Alemania, Francia, España, Japón y Brasil, entre otros países.