Андрей Барило родился в 1973 году в Шяуляе (Литва). В 1994 году окончил Театральное училище имени Б. В. Щукина (курс профессора Владимира Иванова) и был принят в труппу Театра сатиры, на сцене которого дебютировал ранее в 1992-м.
Сотрудничает с Театром Юрия Васильева, театрами «Модернъ» и «Мастерская Петра Фоменко», компанией «Театральная ассамблея Петра Гладилина», антрепризой «Центр театральных технологий». Играл в спектаклях «Мольер» («Кабала святош»), «Ни сантима меньше!», «Ревизор», «Молодость Людовика XIV», «Укрощение строптивой», «Пигмалион», «Горе от ума», «Шум и ярость», «Дядюшкин сон», «1002-я ночь…» и др.
С начала 1990-х снимается в кино. В числе фильмов и сериалов с его участием – «Воровка», «Сибирский цирюльник», «Кулагин и партнеры», «Кто в доме хозяин?», «Атлантида», «Черные волки», «Склифосовский», «Иуда», «София» и многие другие.