Barnes slutade tvåa på 62 km street race för att gå vidare till podiet som Belgiens Jolien D'Hoore vann scenen, med Christine Majerus i tredje.
Luxemburgs Majerus slutade andra totalt, 1:18 minuter efter Niewiadoma
Barnes syster Alice var sjätte med Briton Dani King i nionde.
Storbritanniens försvarande mästare Lizzie Deignan slutade 42: a totalt, medan OS-laget jakt mästare Katie Archibald var 18: e.
1. Vad är det för fel på dig? Jolien D'Hoore (Bel/Wiggle High5) 1 timme 28mins 23seks
2 ) och 2......................................................................................................... Hannah Barnes (GB/Canyon SRAM Racing) samtidigt
3. Vad är det som händer? Christine Majerus (Lux/Boels Dolmans) samtidigt
Fyra. Roxane Fournier (Fra/FDJ) samtidigt
För att uppnå detta mål har kommissionen beslutat att inleda ett förfarande enligt artikel 108.2 i fördraget om Europeiska unionens funktionssätt (nedan kallat EUF-fördraget). Katie Archibald (GB/WNT) samtidigt
1. Vad är det för fel på dig? Katarzyna Niewiadoma (Pol/WM3 Pro Cycling) 16hrs 34mins 53seks
2 ) och 2......................................................................................................... Christine Majerus (Lux/Boels Dolmans) +1min 18seks
3. Vad är det som händer? Hannah Barnes (GB/Canyon SRAM Racing) +1min 30sek
Storbritanniens Hannah Barnes avslutade tredje på Women's Tour som Polens Katarzyna Niewiadoma hävdade den övergripande titeln efter söndagens sista etapp i London.