Zum 19. Juni 1941 wurde Barnewitz Leitender Sanitätsoffizier beim Verbindungsoffizier zum königlich-italienischen Oberkommando in Afrika. Dort stieg er am 13. Oktober 1941 zum Korpsarzt des Deutschen Afrikakorps auf. Er nahm an der Belagerung, später auch an der Eroberung, von Tobruk teil und war an den Kampfhandlungen im Zuge der Operation Battleaxe und Operation Crusader beteiligt, ebenso an der Rückeroberung von Bengasi und der ersten Schlacht von El-Alamein.