Rozpoczął swą karierę w Serie C. Po roku gry w wyższej klasie z zespołem Ascoli Calcio dostał szansę na występu w Serie A z zespołem Chievo Werona. Następnie przeniósł się do US Palermo. Na początku sezonu 2008/2009 został zawodnikiem klubu niemieckiej BundesligiVfL Wolfsburg, który zapłacił za niego 14 milionów euro.
27 stycznia 2011 roku za kwotę 300 tys. euro przeszedł do włoskiego klubu Juventus F.C.
13 kwietnia 2019 roku poinformował, że po sezonie 2018/2019 zakończy karierę piłkarską.
W sezonie 2003/2004 Barzagli grał w Reprezentacji Narodowej U-21, w której rozegrał 15 meczów nie strzelając bramki. Rok później wybił się do kadry seniorskiej. Zadebiutował w niej 17 października 2004 w meczu przeciwko Finlandii. Grał w Mistrzostwach Świata w Niemczech wywalczając z zespołem złoto. Wraz z reprezentacją Włoch na Mistrzostwach Europy w 2012 r. zajął drugie miejsce. 13 listopada 2017 roku po tym, jak reprezentacja Włoch nie zdołała zakwalifikować się na MŚ 2018, zakończył karierę w reprezentacji.
.jpg)
