Barış Atay, 1981 yılında Almanya'nın Wilhelmshaven kentinde Seyfiddin ve Nihal Atay çiftinin çocuğu olarak dünyaya geldi. Çocukluk ve gençlik yıllarını Antakya'da geçiren Atay, ilk, orta ve lise öğrenimini burada tamamladı.
1999 yılında Çukurova Üniversitesi Biyoloji Bölümü'nde eğitimine başladı. Ancak akademik yönünü değiştirme kararı alarak bu bölümden ayrıldı ve 2004 yılında Yeditepe Üniversitesi Tiyatro Bölümü'ne girdi. Oyunculuk eğitimini 2009 yılında tamamlayarak profesyonel sanat hayatına adım attı.
Tiyatro, televizyon ve sinema alanlarında birçok projede yer alan Barış Atay, Kadıköy Emek Tiyatrosu ile Barikat Film'in kurucuları arasında yer aldı. Oyunculuğunun yanı sıra yönetmenlik de yapan Atay, Eksik ve Aden adlı sinema filmlerini yönetti. Ayrıca Oyuncular Sendikası'nın kurucu üyeleri arasında bulundu ve çeşitli kültürel-sosyal çalışmalarda görev aldı.
Televizyon kariyerinde Hacı ve Şöhret dizilerinde, sinemada ise Kavuk ve Zincirbozan filmlerinde rol aldı. Geniş kitleler tarafından tanınmasını sağlayan yapım ise Arka Sıradakiler oldu. Dizide canlandırdığı Saffet karakteriyle dikkat çekerek oyunculuk kariyerinde önemli bir çıkış yakaladı.
2013 yılında RedHack soruşturması kapsamında gözaltına alınan Atay, üç gün sonra serbest bırakıldı. Daha sonraki yıllarda siyasi faaliyetlere ağırlık veren Atay, 2018 genel seçimlerinde Halkların Demokratik Partisi'nden milletvekili adayı oldu ve seçimler sonucunda Hatay Milletvekili olarak Türkiye Büyük Millet Meclisi'ne girdi. Aynı yıl içerisinde Türkiye İşçi Partisi'ne katılarak siyasi çalışmalarını bu parti bünyesinde sürdürdü.
Özel yaşamında ise 8 Mart 2013 tarihinde Beste Sultan Kasapoğulları ile evlenen Barış Atay'ın bu evlilikten bir oğlu bulunmaktadır.
