Fill de Mustafà Barzani, visqué durant la infantesa a l’URSS, exiliat amb el seu pare. El 1961 s’uní als peixmergues, la guerrilla kurda, i lluità contra el govern de l’Iraq. Des del 1970, dins del PDK, participà en negociacions infructuoses amb Bagdad. Després d’haver sobreviscut a un atemptat, succeí el seu pare al capdavant del PDK (1979), i els anys següents consolidà el seu poder al nord-oest de l’Iraq. Tanmateix, el sorgiment d’una facció rival en el moviment independentista liderada per Ğalāl al-Talabānī, líder del Partit del Kurdistan Unit (PKU) donà lloc a una guerra entre ambdós (1994-98) que acabà amb reconciliació.
Després de l’enderrocament de la dictadura de Saddam Ḥusayn (2003), fou elegit membre del Consell de Govern de l’Iraq, l’òrgan que havia de preparar la transició cap a un nou sistema polític. Elegit diputat en les primeres eleccions democràtiques al Parlament iraquià (2005), aquest mateix any fou elegit president del govern regional del Kurdistan, al nord de l’Iraq. Reelegit el 2009, el Parlament kurd estengué el seu mandat el 2013.
Partidari decidit de la independència del Kurdistan, el 2014 anuncià que Kirkuk, ciutat estratègica en l’extracció petroliera, formava part del Kurdistan. L’anunci propicià una ofensiva de l’exèrcit iraquià i la suspensió de les eleccions. El juny del 2017 anuncià la celebració d’un referèndum d’autodeterminació el 25 de setembre, en el qual guanyà àmpliament (93% segons fonts del govern kurd) l’opció favorable a la creació d’un Estat kurd al nord de l’Iraq. El referèndum comportà una ofensiva de l’exèrcit iraquià, que s’emparà de punts estratègics del territori autònom. El 29 d’octubre Barzani anuncià la dimissió.