Cagliari

Dilahirkan di Cagliari, Barella merupakan produk daripada akademi Cagliari. Beliau melakukan penampilan sulungnya di Seire A pada 4 Mei 2015 ketika menentang Parma. Beliau telah menggantikan Diego Farias selepas 68 minit yang menyaksikan Cagliari meraih kemenangan besar 4–0.[2]

Pada Januari 2016, beliau telah dipinjam ke kelab Serie B, iaitu Como. Beliau telah dipilih menjadi pemain utama bagi menghadapi saki baki musim.[3][4]

Pada 17 September 2017, beliau telah menjaringkan gol sulungnya di Serie A ketika aksi menentang SPAL.[5]

Inter Milan

Pada 12 Julai 2019, Barella melakukan perpindahan ke Inter Milan secara pinjaman selama satu tahun bersama pilihan untuk dibeli secara tetap bersama kontrak selama empat tahun sekiranya telah tamat tempoh pinjaman pemain tersebut.[6]