Barry Sonnenfeld voit le jour le 1er avril 1953 dans la ville de New York, où il passe toute son enfance. En 1978, il sort diplomé de l'école de cinéma de l'université de New York.Il débute sa carrière au début des années 80 en tant que directeur de la photographie. Il travaille d'abord sur le documentaire nommé aux Oscars In Our Water (1982), puis collabore avec les frères Coen sur leurs trois premiers longs métrages : Sang pour sang (1984), Arizona Junior (1987) et Miller's Crossing (1990). Durant cette période il travaille également sur d'autres films à succès dont Big (1988), Quand Harry rencontre Sally (1989) ou encore Misery (1990).
C'est en 1991 qu'il se lance dans la réalisation avec le film La Famille Adams. Le succès est au rendez-vous et amène deux ans plus tard à une suite, Les Valeurs de la famille Adams. Barry Sonnenfeld enchaîne ensuite avec La Concierge du Bradbury (1993) et Get Shorty (Stars et Truands) (1995) qui remporte un Golden Globe grâce à la performance de John Travolta.
C'est en 1996 que la carrière de Barry Sonnenfeld explose, puisque cette année là Steven Spielberg lui propose de réaliser Men in Black. Le film est un succès critique et commercial et mène cinq ans plus tard à un deuxième volet. Ses longs métrages suivants, Wild wild west (1999), Big trouble (2002) et Camping car (2006), rencontrent en revanche un succès plus mitigé.
Barry Sonnenfeld officie également en tant que producteur. Il produit notamment le film des frères Coen Ladykillers (2003), Les Désastreuses aventures des orphelins Baudelaire (2003) ou encore le film de Disney Il était une fois (2007).Il passe du grand au petit écran en 2007 et réalise le pilote de la série Pushing Daisies pour lequel il reçoit un Emmy Awards l'année suivante. Il est également producteur exécutif de la série mais celle-ci est finalement annulée à la fin de la deuxième saison.
Barry Sonnenfeld revient en 2012 au cinéma avec le troisième opus des Men in Black. Fidèles au rendez-vous, Will Smith et Tommy Lee Jones partagent cette fois l'affiche avec un petit nouveau : Josh Brolin qui incarne le personnage de Tommy Lee Jones jeune.
