Dzimis 1922. gadā Beforvestā (Beaufort West), Rietumkapzemes provincē, Dienvidāfrikā. Strādājis Grotešūra slimnīcā (Groote Schuur Hospital), Keiptaunā, paralēli beidzot Keiptaunas universitāti. No 1956. gada divus gadus mācījās Minnesotas universitātē, ASV, kur iepazinās ar sirds pārstādīšanas problemātiku. 1958. gadā atgriezās DĀR, un sāka strādāt Keiptaunas universitātē.
1967. gada 3. decembrī, asistējot savam brālim Mariusam Barnardam (Marius Barnard) un vēl trīspadsmit speciālistiem, viņš veica pasaulē pirmo veiksmīgo sirds pārstādīšanas operāciju. Pacients novājinātās imūnsistēmas dēļ tomēr mira pēc astoņpadsmit dienām.
Lai arī šī operācija padarīja Barnardu par slavenību un atzītu sirds ķirurģijas speciālistu, tomēr Barnards nekad nav saņēmis Nobela prēmiju, iespējams politisku iemeslu dēļ (tolaik DĀR valdošā aparteīda dēļ), kaut arī pats Barnards bija ievērojams aparteīda kritiķis.