Barra s-a născut pe 24 decembrie 1961 în Waterford, Michigan. A studiat iniginerie electrică la institutul General Motors (acum Universitatea Kettering), apoi a obținut un master în Administrarea Afacerilor la Stanford în 1990. Ea a început să lucreze la General Motors încă de la vârsta de 18 ani pe vremea când era studentă. De atunci a deținut mai multe poziții în cadrul companiei, a condus chiar și fabrica auto din Detroit. În februarie 2008 a devenit Vicepreședinte al diviziei de Global Manufacturing Engineering, iar în iulie 2009 a fost avansată pe poziția de vicepreședinte al departamentului de resurse umane la nivel global. Au mai urmat alte două poziții de vicepreședinte în cadrul companiei, apoi a fost numită CEO.
Barra a reușit să conducă compania printr-o perioadă grea din 2014 – la doar două săptămâni de când a preluat poziția de CEO, compania a fost implicată într-un scandal uriaș. Compania a fost acuzată că din cauza unei piese defecte 124 de oameni au murit. În jur de 2,6 milioane de automobile au fost rechemate în fabrică. Mai mult, compania a plătit amenzi de 900 de milioane de dolari și alți 600 de milioane de dolari către familiile victimelor, scrie Business Mgaazin.
Tot în 2014 Barra a decis să închidă toate operațiunile din Rusia și a investit în compania de „ride-sharing” Lyft. De asemenea, a cumpărat start-up Cruise Automation pentru 581 milioane de dolari, iar în 2015 compania a înregistrat un profit record de 9,7 miliarde de dolari.
Mary Barra a fost plătită în 2014 cu 16,2 milioane de dolari, cu 80% mai mult decât predecesorul ei.