Барбара Брыльска родилась 5 июня 1941 года в Скотниках, Польша. Она училась в художественном лицее и позже в театральных школах, дебютировав в кино в 1956 году с фильмом «Галоши счастья». Широкую известность она приобрела благодаря роли финикийской жрицы Каму в фильме «Фараон» (1966) и международную славу — за роль Нади Шевелёвой в культовом фильме Эльдара Рязанова «Ирония судьбы, или С лёгким паром!» (1975), которая принесла ей Государственную премию СССР.
Брыльска была трижды замужем и имеет двоих детей. После трагической гибели дочери Барбары в автокатастрофе в 1993 году её актёрская деятельность значительно сократилась, однако она остаётся значимой фигурой польского и российского кино. В последние годы принимала участие как член жюри на телевидении: во втором сезоне программы «Две звезды» на Первом канале (2008) и телешоу «Народная звезда» на ТРК Украина с 2009 года.