Nascido em Rosário na Argentina, Gato Barbieri, embora tenha nascido em uma família de músicos só foi pegar um instrumento aos doze anos de idade, o clarinete, inspirado pelos discos de Charlie Parker. Teve aulas particulares por cinco anos, estudando também o sax alto, passando finalmente para o sax tenor ao vinte anos de idade.

Começou tocando tango e outros rítmos latinos americanos em bares de Buenos Aires para onde mudou ainda adolescente. Com dezenove anos foi contratado pela orquestra de Lalo Schiffrin o que lhe trouxe visibilidade e confiança. Ao deixar a orquestra passou a liderar suas próprias formações e foi nessa época que se decidiu pelo sax tenor.

Em 1962 passou sete meses no Brasil tocando e absorvendo coisas novas antes de embarcar para a Itália, terra de sua mulher Michelle. Vivendo na Europa conheceu em Paris o trompetista e um dos responsáveis pelo movimento avant-guard, Don Cherry. Ao entrar para seu grupo, Gato Barbieri evolveu-se intensamente com o estilo prestando atenção no som de John Coltrane e Pharoah Sanders, somando à suas influências o vigor, ferocidade e a pungência latina.

No mesmo período em que participava do grupo de Don Cherry, também envolveu-se com orquestras como a Jazz Composers Orchestra e a orquestra de Charlie Haden, a Liberation Music Orchestra. No final dos anos 60 começou a retornar a suas raízes latinas buscando novas texturas, instrumentos, melodias e harmonias o que fica evidente no título de seus trabalhos como "El Pampero" e "The Third World".

Mas foi em 1972 que Gato Barbieri realmente experimentou a fama ao compor a trilha para o filme de Bernardo Bertolucci, "Último Tango em Paris". O disco da trilha ganhou um Grammy e rendeu convites para os festivais de Montreux, Bologna, Berlin, Newport e outros. Porém assinou um contrato com uma grande gravadora o que resultou em uma série de lançamentos de pop/jazz de gosto duvidoso, com exceção do álbum ao vivo "Gato para los Amigos" gravado sob os cuidados do produtor de Miles Davis, Teo Macero.

Com a morte de sua mulher no final dos anos oitenta Gato permaneceu inativo por maior parte da década seguinte voltando a tocar em 1997, no Playboy Jazz Festival e gravando nos dois anos seguintes os álbuns "Que Pasa" e "Che Corazón", mas jamais com o mesmo tom passional.