Al Draft NBA 2012 viene selezionato dai Golden State Warriors come 7ª scelta assoluta. Nella prima stagione ai Warriors colleziona ben 81 presenze, partendo spesso in quintetto base. Le ottime prestazioni della sua squadra permettono a Barnes e compagni di approdare ai Playoffs 2013 dove eliminano al primo turno i Denver Nuggets, in sei gare. Si arrendono però nelle semifinali di Conference ai San Antonio Spurs che vincono per 4-2. Vince il suo primo titolo NBA con i Golden State Warriors, che nei Playoffs 2015 sconfissero in finale per 4-2 i Cleveland Cavaliers.