Barbieri iniciou sua carreira em 2004, nas categorias de base do Audax. Em 2010, foi promovido ao time principal como auxiliar-técnico. No ano seguinte, em seu primeiro trabalho como treinador no profissional, já no Audax Rio, classificou o time para a primeira divisão do Campeonato Carioca. No final de 2013, foi anunciado como novo técnico do Red Bull Brasil, onde conseguiu a promoção do  time no Campeonato Paulista da Série A2 e levou o clube ao primeiro campeonato nacional de sua história. Em 2017, trabalhou no Guarani e, em seguida, no Desportivo Brasil. Até chegar ao Flamengo como auxiliar-técnico em 2018. Após a saída de Paulo César Carpegiani, foi confirmado como interino, sendo efetivado como treinador três meses depois. Ficou no cargo até setembro de 2018. No final do ano, foi anunciado como novo técnico do Goiás, que acabara de retornar para a Série A do Brasileiro. Acabou demitido após o vice-campeonato goiano de 2019. Logo em seguida, acertou com o América-MG, que dirigiu por algumas rodadas da Série B do Brasileiro. No fim da temporada, foi anunciado como novo técnico do CSA. Em agosto de 2020, acabou contratado pelo RB Bragantino. Depois de quase dois anos e meio, já como técnico mais longevo dos clubes da Série A do Brasileiro, acertou com o Vasco, em dezembro de 2022. Até que, em fevereiro de 2024, era anunciado como novo técnico do Juárez, do México.