Barry Sonnenfeld wurde und wuchs in New York City auf. Er schloss 1978 die New Yorker Universitätsfilmschule ab. Er begann seine Arbeit als Kameramann bei der Oscar-nominierten Produktion In Our Water (1982). Dann heuerten ihn Joel Coen und Ethan Coen für Blood Simple - Eine mörderische Nacht (1984) an. Dieser Film begann seine Zusammenarbeit mit den Coen-Brüdern, die ihn für ihre nächsten beiden Filme, Arizona Junior (1987) und Miller's Crossing (1990), einsetzten. Er arbeitete auch mit Danny DeVito an seinem Schmeiß' die Mama aus dem Zug (1987) und Rob Reiner an Harry und Sally (1989) und Misery (1990). Sonnenfeld bekam seine erste Arbeit als Regisseur von Orion Pictures für Die Addams Family (1991), ein Kassenschlager, der im November 1991 herauskam, gefolgt von seiner Fortsetzung, Die Addams Family in verrückter Tradition (1993). Er erhielt viel Lob für seine vierte Regiearbeit, Schnappt Shorty (1995). Das von Jersey Films produzierte und auf einem Roman von Elmore Leonard basierende Film gewann einen Golden Globe für die beste männliche Leistung. 1996 bat ihn Steven Spielberg, Men in Black (1997) zu inszenieren. Mit Tommy Lee Jones und Will Smith in den Hauptrollen wurde der Film von Kritikern und an den Kassen gut aufgenommen. Produzent Jon Peters bat Sonnenfeld dann, Wild Wild West (1999) zu inszenieren, eine Adaption einer alten TV-Serie. Er führte auch Regie bei der Komödie Jede Menge Ärger (2002), danach machte er seine erfolgreichste Filmfortsetzung, Men in Black 2 (2002).