Будущая актриса, при рождении получившая имя Руби, появилась на свет 16 июля 1907 года в Нью-Йорке в семье каменщика Байрона Стивенса, родители которого эмигрировали в США из Великобритании, и его супруги, ирландки Кэтрин Макги. У них было пятеро детей, и Руби была младшим ребёнком. В 1910 году, когда девочке было три года, её мать погибла после того, как пьяный прохожий толкнул её под колеса трамвая. Вскоре после трагедии отец оставил семью и уехал на строительство Панамского канала, где и скончался около 1914 года. После его отъезда Руби и её брат Малкольм попали в приёмные семьи. В 1915 году, когда Руби было восемь лет, её старшая сестра Милдред — до того она оказывала младшим братьям и сестрам материальную помощь со скудных доходов хористки — забрала её на три года к себе.
В возрасте тринадцати лет Руби бросила школу и стала подрабатывать — заворачивала покупки в универмаге, была мелкой служащей в телефонной компании с гонораром в 14 долларов в неделю, затем её взяли на место машинистки в студии звукозаписи Remick Music Company на Манхэттене. По протекции своего коллеги с работы Руби стала танцевать в ночном клубе Strand Roof. На неё обратили внимание и в 1923 году она стала выступать в шоу Зигфельда и в театре Шуберта.
После того, как друзья познакомили Руби с драматургом Уиллардом Маком, он пригласил девушку в свою новую постановку «Петля» и начал учить её актёрскому мастерству. Именно с подачи Мака она взяла псевдоним — Барбара Стэнвик. Спектакль, премьера которого состоялась 20 октября 1926 года, с большим успехом прошёл на Бродвее, а игра Барбары получила восторженные отзывы критиков. В тот же период актриса начала встречаться с Рексом Черрименом, своим партнером по сцене. Далее ею заинтересовался кинопродюсер Роберт Кейн, и Барбара получила небольшую роль танцовщицы в немом фильме «Ночи Бродвея». Эта картина стала её дебютом в кино.
Барбара Стэнвик скончалась 20 января 1990 года в одной из клиник Санта-Моники от сердечной недостаточности и хронической обструктивной болезни лёгких.
Барбара Стэнвик четырежды номинировалась на получение премии «Оскар» за лучшую женскую роль: