Abogada, doctora en Derechos Humanos por la Universidad Carlos III de Madrid, cuenta con una maestría en Derecho de la Unión Europea de la Universidad Libre de Bruselas. Barreiro Carril actualmente es profesora titular de Derecho Internacional Público en la Universidad Rey Juan Carlos; sus campos de investigación comprenden el derecho internacional, los derechos humanos y culturales, con perspectiva multidisciplinar.
Sus escritos han sido publicados en el diario El País de España y en varias revistas especializadas.