Barbara Palombelli nasce a Roma il 19 ottobre del 1953, prima di quattro figli. Si laurea in Antropologia culturale.
Alla fine degli anni Settanta entra nella redazione della rubrica ‘Sala F.’ di Radio 2 e nel 1979 inizia l’attività di giornalista per il settimanale di attualità ‘L’Europeo’ diretto da Mario Pirani. Da lì inizia la sua ascesa nel mondo del giorno grazie alla collaborazione con prestigiose testate: ‘Il Giornale’ diretto da Indro Montanelli, ‘Panorama’ diretto da Claudio Rinaldi e per la quale ricopre il ruolo di vicecaporedattore dal 1986 al 1988, ‘Corriere della Sera’ dove fa l’inviata speciale nel 1989 e l’editorialista dal 2001 al 2006, infine ‘Repubblica’ (1991-2000).
Contemporaneamente la si vede in tv: nel 1987 realizza interviste per ‘Domenica in’, partecipa alla prima edizione di ‘Samarcanda’ con Michele Santoro, conduce ‘Italiani’ con Andrea Barbato (1992-1993) e le trasmissioni radiofoniche ‘Il gambero’ (2002) e ’28 minuti’ (dal 2001 al 2013). Nel 2003 affianca Giuliano Ferrara in ‘Otto e mezzo’ e nel 2004-2005 è opinionista di ‘Domenica in’. Fra il 2006 e il 2013 collabora alle rubriche di diverse trasmissioni di punta di Mediaset come ‘Matrix’, ‘Pomeriggio Cinque’ e ‘Mattino Cinque’. Dal 2010 entra nella famiglia di ‘Quarto grado’ come opinionista. Dal 2013 prende in mano le redini del fortunatissimo ‘Forum’ e dal 2018 diventa la conduttrice di ‘Stasera Italia’.
Per quanto riguarda la sua vita privata, Barbara Palombelli sposa il politico Francesco Rutelli nel 1982. La coppia ha un figlio naturale Giorgio e tre adottivi: Serena (ex concorrente del GF nel 2019), Francisco e Monica.
L’8 maggio 1991 le viene conferita, dal Presidente della Repubblica Francesco Cossiga l’onorificenza di Cavaliere dell’Ordine al Merito della Repubblica Italiana.
