Jest wnuczką Witolda Nowackiego. Jej matka, Izabela Jaruga-Nowacka, była politykiem, zajmowała stanowisko ministra i wicepremiera; zginęła w 2010 roku w katastrofie polskiego Tu-154 w Smoleńsku. Ojciec, profesor Jerzy Nowacki, jest rektorem Polsko-Japońskiej Akademii Technik Komputerowych. W młodości brała udział w realizacji programu telewizyjnego dla młodzieży 5-10-15. Aktualnie wychowuje syna i córkę wraz z partnerem Maciejem.
W 2006 roku uzyskała tytuł zawodowy inżyniera w zakresie informatyki w Polsko-Japońskiej Akademii Technik Komputerowych, a w 2013 roku tytuł zawodowy magistra na Wydziale Zarządzania Uniwersytetu Warszawskiego. W 2014 roku została absolwentką studiów typu MBA we Francuskim Instytucie Zarządzania. Zawodowo związała się z uczelnią zarządzaną przez ojca – objęła stanowisko jej kanclerza.
Barbara Nowacka jest polską działaczką społeczną i polityczną. Była członkinią telefonu zaufania prowadzonego przez Federację na Rzecz Kobiet i Planowania Rodziny od 1993 roku. Następnie zaangażowała się w działalność polityczną, zostając wiceprzewodniczącą młodzieżówki Unii Pracy oraz należąc do samej Unii Pracy od 2000 roku. Po śmierci swojej matki, Izabeli Jarugi-Nowackiej, w katastrofie polskiego Tu-154 w Smoleńsku w 2010 roku, współzałożyła Fundację im. Izabeli Jarugi-Nowackiej, pełniąc funkcję wiceprezesa zarządu.
W wyborach do Parlamentu Europejskiego w 2014 roku bez powodzenia ubiegała się o mandat eurodeputowanej. Następnie wstąpiła do partii Twoje Ruch, a w wyborach parlamentarnych w 2015 roku była liderką koalicji wyborczej Zjednoczona Lewica, jednak nie zdobyła mandatu. Barbara Nowacka zaangażowała się w walkę o prawa kobiet, biorąc udział w protestach przeciwko zaostrzeniu prawa antyaborcyjnego w Polsce. Została uhonorowana międzynarodowymi nagrodami za działania na rzecz praw kobiet i sprzeciw wobec prób wprowadzenia całkowitego zakazu aborcji.
W 2019 roku uzyskała mandat posłanki IX kadencji, otrzymując najlepszy wynik indywidualny w okręgu gdyńskim, pokonując startującego z pierwszego miejsca kandydata PiS Marcin Horałę o ponad 2,5 tysiąca głosów. Obecnie, od 2022 roku, jest przewodniczącą Partii Zieloni wraz z Przemysławem Słowikiem.