Sa seconde saison avec les Sixers (1994-1995) est très bonne : il termine avec les meilleures performances de sa carrière en termes de minutes par match (40,5), de pourcentage de réussite aux tirs (49,0 %), à 3-points (46,4 %), de points inscrits (20,6 points), de rebonds (3,3) et de passes décisives (7,5) alors qu'il joue les 82 rencontres de la saison régulière. Ses meilleures performances sur une rencontre sont : 50 points, 8 rebonds contre les Rockets de Houston en mars 1995 et 25 points, 10 rebonds, 15 passes décisives triple-double contre le Magic d'Orlando quelques semaines plus tard. Barros est sélectionné au NBA All-Star Game 1995 et est lauréat du trophée du NBA Most Improved Player. Il établit également un record NBA en inscrivant au moins un panier à trois points lors de 89 rencontres consécutives du 23 décembre 1994 jusqu'au 10 janvier 1996. Le record depuis a été battu en 2013 par Kyle Korver. Il participe à quatre reprises consécutives au Three-point Shootout lors des NBA All-Star Weekend de 1992 à 1996.