Barbara Sukowa, geboren am 2. Februar 1950 in Bremen, absolvierte ein Schauspielstudium am Berliner Max-Reinhardt-Seminar und arbeitete an mehreren großen Bühnen. Parallel begann sie sich als Film- und Fernsehschauspielerin zu etablieren. 1977 spielte sie in Rainer Werner Fassbinders Fernsehinszenierung "Frauen in New York". Mit der Rolle der Mieze in Fassbinders TV-Verfilmung "Berlin Alexanderplatz" gelang Sukowa der Durchbruch vor der Kamera. In Fassbinders Trilogie über die frühen Jahre der Bundesrepublik spielte sie die Titelrolle der Kleinstadt-Prostituierten "Lola". 

Danach war sie in Margarethe von Trottas "Die bleierne Zeit" zu sehen und erhielt 1986 für die Hauptrolle in von Trottas "Rosa Luxemburg" die Goldene Palme in Cannes. In den folgenden Jahren setzte Sukowa ihre Arbeit mit mit von Trotta und anderen bedeutenden Regisseur*innen fort, u.a. spielte sie in Volker Schlöndorffs Max-Frisch-Adaption "Homo Faber" und in Lars von Triers "Europa". Auch in einigen hochkarätigen amerikanischen Produktionen spielte sie ab Mitte der 1980er, darunter Michael Ciminos "The Sicilian" ("Der Sizilianer", 1987), David Cronenbergs "M. Butterfly" (1993) oder Cindy Shermans "Office Killer" (1997).

Sukowa, die Anfang der 1990er Jahre nach New York gezogen war und seither dort lebt, stand ab Ende der 1990er Jahre wieder vermehrt auch in Deutschland vor der Kamera. Für die Darstellung der depressiven Anna Loeser in der TV-Produktion "Im Namen der Unschuld" erhielt Sukowa 1998 den Bayerischen Filmpreis. Außerdem spielte sie Hauptrollen in Hans Steinbichlers "Hierankl" und in "Die andere Frau", der wieder unter der Regie von Margarethe von Trotta entstand.

Nach einer hoch gelobten Darstellung in Ulla Wagners "Die Entdeckung der Currywurst" spielte Sukowa erneut unter der Regie von Trotta: In "Vision – aus dem Leben der Hildegard von Bingen" verkörperte sie die legendäre Mystikerin, die sowohl als Heilkundlerin als auch als frühe Vorkämpferin für Frauenrechte berühmt wurde. 
Auch bei ihrem nächsten Kinofilm arbeitete Sukowa wieder mit Margarethe von Trotta zusammen: in "Hannah Arendt" (2012) spielte sie die Titelrolle der berühmten politischen Philosophin und Journalistin, die in den 1960er Jahren mit ihren Texten zum Prozess gegen den Nazi-Verbrecher Adolf Eichmann für eine Kontroverse sorgte. Beim Deutschen Filmpreis 2013 wurde Sukowa für diese Rolle mit der Lola als Beste Schauspielerin ausgezeichnet - ihr bereits dritter Deutscher Filmpreis nach "Die bleierne Zeit" und "Rosa Luxemburg". 

2015 war Barbara Sukowa sowohl in von Trottas "Die abhandene Welt", in dem sie als Zentrum eines Familiengeheimnisses gleich zwei Rollen spielte, als auch in der US-amerikanischen Science-Fiction-Serie "Twelve Monkeys" (nach dem Film von Terry Gilliam) zu sehen. Für Maria Schraders Drama "Vor der Morgenröte" über die Exiljahre von Stefan Zweig spielte Sukowa an der Seite von Josef Hader die erste Ehefrau des Schriftstellers. Noch vor dem Kinostart des Films im Juni 2016 wurde sie für diese Rolle ein weiteres Mal für den Deutschen Filmpreis nominiert. 

Internationale Nebenrollen hatte sie in dem Hollywood-Actionfilm "Atomic Blonde" (2017, als deutsche Gerichtsmedizinerin) mit Charlize Theron, in der chilenisch-amerikanischen Romantikkomödie "Gloria Bell" ("Gloria – Das Leben wartet nicht", 2018, als Kollegin von Julianne Moores Titelfigur) und in dem Sozialdrama "Native Son" (US 2019, als irische Immigrantin in Chicago). In dem deutschen Kinderfilm "Rocca verändert die Welt" (2019) verkörperte sie die Großmutter der jungen Titelheldin.

Eine bedeutende Rolle spielte Sukowa in "Wir beide" ("Deux", FR/LU/BE 2019), über zwei Seniorinnen und Nachbarinnen (Sukowa und Martine Chevallier), die ihre lesbische Beziehung seit Jahren geheim halten. Der Film erhielt hervorragende Kritiken und wurde mehrfach ausgezeichnet; Sukowa erhielt bei den Dublin Film Critics Awards und beim Prix Lumières in Frankreich (hier zusammen mit Chevallier und als erste deutsche Schauspielerin) die Preise als Beste Darstellerin und war zudem in dieser Kategorie für den renommierten César nominiert.

Leichterer Stoff war die Komödie "Enkel für Anfänger" (2020) mit Maren Kroymann und Heiner Lauterbach, gefolgt von einer Gastrolle in der US-Serie "Hunters" (2020) mit Al Pacino. Internationale Produktionen waren auch die Filmbiografie "Dalíland" (US 2021), die 2023 in die deutschen Kinos kam und in der Sukowa an der Seite von Ben Kingsley Gala Dali verkörperte, und die Thriller-Serie "Der Schwarm" (US/DE 2022) nach dem Bestseller von Frank Schätzing.