Joachim Barrande naît le 11 août 1799 à Saugues, dans le département de la Haute-Loire. Son père, Augustin Barrande est un propriétaire foncier, qui s’est lancé dans le négoce du tissu, des étoffes fabriquées à domicile par les paysans avec la laine de leurs moutons et vendues aux marchés des villes voisines. Son fils Joachim effectue ses études à Paris, au collège Stanislas, où il prépare le concours d'entrée à l'École Polytechnique. Reçu en 1819, il effectue au sein de l’institution un brillant parcours. Major de la promotion 1821, Joachim Barrande entre ensuite à l'École des Ponts et Chaussées, qu'il quitte en 1824 avec le diplôme d'ingénieur civil. Au cours de ces années, il se passionne également pour les sciences naturelles. Barrande se rend ainsi aux conférences des plus grands hommes de sciences de l’époque et parcours les œuvres de Georges Cuvier.

Ayant achevé ses études en 1824, il est nommé à Decize, se préoccupant alors de la construction d'un pont-aqueduc sur la Loire. Le succès de l’entreprise lui donne l’occasion d'être présenté au Dauphin, le duc d'Angoulême. Ce dernier le recommande au roi Charles X afin qu'il prenne en charge la formation scientifique de son petit-fils, le comte Henry de Chambord, Duc de Bordeaux. Appelé à la cour en 1826, Barrande installe un laboratoire de physique et de chimie aux Tuileries et prend très à cœur son rôle de précepteur. Avec la révolution des Trois Glorieuses, Joachim Barrande suit les Bourbons et leur entourage qui émigrent en Grande-Bretagne en 1830. Au château de Holyrood à Edinburgh, il perfectionne son anglais et prend connaissance des résultats des fouilles géologiques locales, menées par sir Roderick Murchison.

Le souverain déchu se rend ensuite à Prague, demeurant dans le Hradschin, le château des rois de Bohème, à partir du mois d’octobre 1832. L’année suivante, Barrande met un terme à ses fonctions professorales, demeurant lié à Henry par de forts liens d'amitié. Ce dernier lui confie ainsi l'administration de ses biens, lui assurant la sécurité matérielle. Nommé ingénieur des chemins de fer de Bohême, Joachim Barrande met à jour lors de ses travaux plusieurs gisements de fossiles, des trilobites notamment qui proviennent des couches du paléozoïque ancien de Bohème. Ces curiosités le captivent. Soutenu par les savants du Museum regni Bohemiae (aujourd'hui Musée National) et la parution en 1839 de l’ouvrage de Murchison, The Silurian System, Barrande se donne pour tâche de publier un ouvrage comparable, mais concernant les richesses du sol de Bohême.



Dans les années qui suivent, Joachim Barrande s’emploie ainsi à recueillir les fossiles, employant parfois des dizaines de terrassiers sur les chantiers de fouilles. En relations avec les collectionneurs et les plus grands paléontologues, il met bientôt à jour plus de trois cent espèces. Et en 1852 commence la parution de son monumental Système silurien du centre de la Bohème. Sur la page de garde du premier volume, le savant a placé sa devise : " C'est ce que j'ai vu ". Si ce dernier concerne les trilobites, les suivants s’intéressent aussi aux céphalopodes, aux ptéropodes, aux brachiopodes et enfin aux bivalves. L’ensemble, achevé en 1881, comporte vingt et un cinq volumes et trois suppléments, soit 6189 pages, 1160 tableaux et la description de 3.560 espèces ! Cette œuvre est imprimée grâce aux procédés lithographique, aux frais de son auteur.

Joachim Barrande publie également un grand nombre de travaux plus modestes, principalement dans les périodiques de la Société française de géologie, toujours sur ces fossiles datés de 520 à 380 millions d'années avant notre ère. De 1861 à 1881, l’homme de sciences rédige les cinq volumes de La Défense des colonies. Cette théorie des " colonies " cherche à expliquer comment on peut rencontrer lors de fouilles des fossiles siluriens entourés par des couches comportant une faune plus ancienne. située avec une faune géologiquement antérieure (ordovicienne). Barrande pense en effet que ceux-ci ont migré vers un milieu plus favorable, ses adversaires expliquant plutôt leur présence par des mouvements du sol ayant entraîné ces fossiles au milieu d’autres plus récents.

Pendant ces années, Joachim Barrande s’est installé à Prague, à Mala Strana. Dans son appartement, confié aux bons soins d’une gouvernante, plusieurs pièces sont remplies de ses collections. Alors que son état de santé se détériore, le savant promet de léguer ces dernières, ainsi que sa bibliothèque scientifique, au Musée tchèque. Parti à Frohsdorf, près de Vienne, auprès du comte de Chambord, Joachim Barrande décède d’une inflammation des poumons le 8 octobre 1883. Il est enterré au cimetière de Lanzenkirchen, non loin de Vienne.