Родилась 5 июня 1941 года в Польше, в деревне возле Лодзи.

В детстве она увлекалась живописью и занималась в художественном лицее.

В 15 лет Барбара Брыльска снялась в эпизодической роли в фильме "Калоши счастья" и после этого стала посещать театральный кружок. Потом она занималась в Лодзинской высшей театральной школе, а в 1967 году окончила Высшую школу театра, кино и ТВ в Варшаве.

Первой заметной ролью актрисы стала Эва в фильме "Потом наступит тишина" (1966). Широкая известность пришла к Барбаре Брыльской после выхода на экраны фильма Ежи Кавалеровича "Фараон", поставленного по роману Болеслава Пруса. В этой картине она сыграла роль Камы, жрицы Астарты.

В числе лучших работ Брыльской такие фильмы, как историческая лента "Пан Володыевский", мелодрама "Анатомия любви", драма "Польский альбом", приключенческий телесериал "Ставка больше, чем жизнь".

Актриса много снималась в Болгарии, ГДР, Чехословакии, Югославии, была она известна и в СССР - как по зарубежным картинам с ее участием, так и благодаря актерским работам у советских режиссеров: Александра Зархи в "Городах и годах" и Юрия Озерова в "Освобождении". Но огромная популярность в советском кино пришла к Барбаре Брыльской после того, как ее пригласил сыграть главную роль Нади Шевелевой в фильме "Ирония судьбы, или С легким паром" режиссер Эльдар Рязанов.

Актриса продолжает сниматься в российском кино и играет в театральных постановках российских режиссеров в антерпризе, участвует в различных ТВ-шоу на российском ТВ.

В 2000 году она снялась в роли Епанчиной скандальной интерпретации романа Достоевского "Идиот" - "Даун Хаун" режиссера Романа Качанова, в 2003-м - в комедийной мелодраме Игоря Угольникова "Казус Белли".

А в 2007 году Тимур Бекмамбетов снял продолжение "Иронии судьбы", где опять встретились Барбара Брыльска и Андрей Мягков.

В 2008 году была членом жюри развлекательной телепрограммы «Две звезды - 2» на 1 канале.

С 2009 года член жюри телешоу «Народная звезда» на ТРК Украина.

У Барбары есть сын Людвиг. Её дочь, актриса и модель Барбара Космал (1973 — 1993), трагически погибла в автомобильной катастрофе в Бжезинах.