L'insediamento di Barra ha origini antichissime: già nel periodo Romano sorgevano ville rustiche in questo territorio che risultava molto fertile per la vicinanza del fiume Sebeto.
Con la fine dell'Impero Romano, questo territorio cadde in un graduale abbandono, e le terre un tempo fertili divennero paludose. Nel primo periodo del Medioevo, però, questo ed altri territori vennero "strappati" alle "lave d'acqua" che si erano formate nel corso dei secoli da tenacissimi servi della gleba, così che quel territorio fu chiamato "Tresano", che può significare o "tre volte salubre" oppure, facendo risalire questo nome a un francesismo "molto sano".
Si erano così formati, già prima dell'anno 1000, due nuclei abitativi (non ancora chiamati casali, non avendone ancore la giuridicità) in questo territorio: Sirinum, Casavaleria. Col formarsi dei casali, anche questi nuclei abitativi lo divennero, e nel 1275, fu donato alla famiglia Coczi gran parte del territorio di Tresano da parte di Carlo I Angioino, e questo casale fu chiamato, per la presenza di numerose torri, Barra de Coczi. Nel 1494, i territori di Barra de Coczi e del Sirinum furono uniti.
Nel 1642 fu unito anche il territorio di Casavaleria (attualmente la zona chiamata S.Maria del Pozzo), e quasi nello stesso periodo i contadini barresi espansero verso nord i loro confini, bonificando le terre paludose (tra cui parte dell'antico villaggio Tertium, ai confini con Ponticelli). Fu così che si formò "l'università", che aveva come congrega principale la chiesa Ave Gratia Plena, conosciuta come chiesa di S.Anna, patrona di Barra.
Durante il Viceregno spagnolo, per non passare sotto controllo feudale, rimase in mano al demanio "riscattandosi", coprendo cioè la spesa per rimanere Casale Regio.
Tra il 1600 e 1700 numerose furono le ville nobiliari che sorsero e che ancor oggi sono visibili nel centro storico di Barra, dove visse anche il famoso pittore Francesco Solimena, che qui vi morì nel 1747 e fu sepolto nella chiesa dei frati Domenicani, Santa Maria della Sanità detta di San Domenico, sita in Corso Sirena. Nello stesso ipogeo è presente, di fronte all'altare, la lapide sepolcrale della nobil donna Maria Camilla Cantelmo Stuart Di Tocco, principessa di Pettorano e duchessa di Popoli, morta a Barra il 24 settembre del 1750. Accanto a questa lapide se ne scorge un'altra che riporta un intervento di restauro finanziato dal pronipote della suddetta nobil donna, Francesco Maria Di Tocco Cantelmo Stuart. Qui è anche sepolto Federico Zuccari, inventore e ideatore dell'osservatorio astronomico di Capodimonte. Negli ultimi mesi della sua vita, l'astronomo abitò a Barra nella casa di Angelo Cheibis. Morì il 16 dicembre 1817 assistito dal suo amico, lo zoologo Giosuè Sangiovanni, e ricevendo i conforti religiosi da don Gaetano Ascione. Per sua volontà fu sepolto nella chiesa di san Domenico a Barra.
Al 1822 risale invece la festa dei Gigli, che, portata da Nola, fu istituita perché gli obelischi di legno non fossero portati durante la festa di Sant'Anna.
Di fede borbonica, non partecipò al plebiscito del 1860 e al 1890 risalgono i lavori di "risanamento", simili a quelli avvenuti a Napoli, e la conseguente costruzione del Corso Bruno Buozzi, la piazza De Franchis e il corso 4 Novembre.
Rimase comune autonomo sino al 1925, seppur già nel 1918, per la presenza della Raffineria nella zona nord del comune, quest'ultima era già stata aggregata al comune di Napoli.
Interessata sin dalla fine degli anni '40 da fenomeni di edilizia operaria e popolare, e sulla fine degli anni '50 anche residenziale, dopo gli anni '70 e soprattutto dopo il terremoto del 1980 cadde, come tutta la periferia est, nel degrado civile, amministrativo, e culturale.