A két világháború közötti erdélyi magyar történetírás egyik legjelesebb képviselője azonos nevű apja és nagyborosnyói Bede Anna második gyermekeként látta meg a napvilágot. Középiskoláit a sepsiszentgyörgyi és székelyudvarhelyi kollégiumban végezte. 1876 és 1880 között a budapesti tudományegyetemre járt, ahol 1883-ban történelem-latin szakos tanári diplomát, 1885-ben bölcsészdoktori oklevelet szerzett. Az egyetem alatt főként a történelem segédtudományára specializálódott, így figyelt fel rá Szilágyi Sándor, a budapesti egyetemi könyvtár igazgatója. Ő szerzett külföldi ösztöndíjat a fiatal történésznek, ennek köszönhetően 1881 és 1883 között a bécsi Institut für österreichische Geschichtsforschung-ban képezhette magát. Itt főként oklevéltani és paleográfiai stúdiumokat végzett.
1885-ben a Magyar Országos Levéltárba került, mivel akkor szervezték az erdélyi osztályt, így szakértelmére bizton számíthattak. Itt egészen 1915 augusztusában bekövetkezett nyugdíjazásáig dolgozott. Példamutató odaadással és szakértelemmel gondozta a reá bízott iratanyagot, kezdve a középkori oklevelektől, a volt erdélyi udvari kancellária dokumentumain át, egészen a gubernium, a kincstár, a gyulafehérvári káptalan és a kolozsmonostori konvent levéltárain át. Az általa szerkesztett forráskiadványokra a tökéletes precizitás jellemző.
Szilágyi Sándor mellett Thallóczy Lajossal is remek kapcsolatot ápolt. Amikor Thallóczy Bécsbe távozott, helyére ő került a Magyar Történelmi Társulat titkárságára. 1885-től 1914-ig intézte a magyar történetkutatás irányítását végző Történelmi Társulat ügyeit, komoly szerepet vállalt a Századok, a Történelmi Tár, valamint a Magyar Történeti Életrajzok szerkesztési és kiadási feladataiban. 1915-ben azzal a szándékkal tért vissza szülőfalujába, hogy szűkebb pátriájának történetével foglalkozzon.
Barabás Samu abba az első nemzedékbe tartozott, amelynek tagjai már hivatásszerűen űzték a történész szakmát. Együtt dolgozott Fejérpataky Lászlóval, Károly Árpáddal, Thallóczy Lajossal, Tagányi Károllyal és a történetkutatás korszerűsítésének többi képviselőjével. Szakmai elismerését jelzi, hogy a Magyar Tudományos Akadémia 1910. április 28-án levelező tagjává fogadta. Székfoglalóját - Két hamis Frangepán oklevél címmel - 1914. április 20-án tartotta.
Fő művei: I. Rákóczy György és a porta. Levelek és okiratok. Szerk.: Beke Antallal. Bp., 1888.; A Teleki család oklevéltára 1206-1526. I-II. Bp., 1895.; A Blagay család oklevéltára. Szerk.: Thallóczy Lajossal. Bp., 1897.; Zrínyi Miklós, a szigetvári hős életére vonatkozó levelek és okiratok 1535-1602. I-II. Bp., 1889-1899.; A Zichy család okmánytára VII. Az I-VI. kötetek időrendi mutatója. Bp., 1903.; Magyarország és Szerbia közötti összeköttetések oklevéltára. Szerk.: Thallóczy Lajossal. Bp. 1910-1913.; Két hamis Frangepán-oklevél. Századok, 1914.; Székely Oklevéltár VIII. 1219-1776. Bp., 1934.
Róla szóló irodalom: Lukinich Imre: Barabás Samu. Századok, 1941.; Jakó Klára: Megemlékezés Barabás Samuról. Erdélyi Múzeum, 1996.
