Możliwe, że przedmiot w lewej ręce to nie palma, ale strusie pióro, które wg niderlandzkiej legendy opisanej w Dicata Origenis de Beata Barbara miała otrzymać od objawionego dzieciątka Jezus jako symbol jej dziewictwa. Według innej legendy bicze, którymi okładano świętą zamieniły się w pióra. Na pióro wskazują również delikatne pociągnięcia pędzlem z białą farbą. W tle, po prawej stronie, Goya przedstawił dramatyczną scenę męczeństwa świętej. Ojciec unosi broń aby zabić Barbarę, a z czerwonawej, burzowej chmury dosięga go uderzenie pioruna. Za nimi widać wieżę z symbolicznymi trzema oknami, w której święta była więziona. Po prawej stronie znajduje się grupa jeźdźców z chorągwią – odniesienia do wojska, zwłaszcza artylerzystów, którego była patronką.
Owalny kształt płótna był rzadko używany przez Goyę. W niektórych miejscach widoczny jest typowy dla jego prac czerwonawy podkład. Widoczna jest inspiracja klasyczną rzeźbą Juno Cesi, którą Goya prawdopodobnie widział we Włoszech, a jej głowę w koronie naszkicował w swoim zeszycie. Podobnie jak w innych dziełach z tego okresu Goya dostosował klasyczny model do rokokowego gustu. Zastosował kompozycję z perspektywą z dołu sotto in su.