Барбара Брыльска родилась 5 июня 1941 года в Скотниках, Польша. Училась в художественном лицее и театральных школах Лодзи и Варшавы. Дебютировала в кино в 1956 году в фильме «Галоши счастья», а известность получила после роли Камы в «Фараоне» (1966). Широкую популярность в СССР и России ей принесла роль Нади Шевелёвой в фильме «Ирония судьбы, или С лёгким паром!» (1975), за которую она была удостоена Госпремии СССР. Также снималась в картинах «Анатомия любви» (1972) и «Даун Хаус» (2001).
Была замужем трижды, от последнего брака с Людвигом Космалем у неё родились дочь Барбара (1973–1993) и сын Людвиг. После гибели дочери в автокатастрофе актриса сократила активность в кино. В 2008–2009 годах судила телевизионные шоу «Две звезды» и «Народная звезда». Ведёт страницу в Facebook, где делится воспоминаниями и фотографиями. Барбара Брыльска остаётся значимой фигурой польского и советского кино.