Barbara Otwinowska urodziła się 11 czerwca 1924 r. w Toruniu, w rodzinie o tradycjach ziemiańskich i patriotycznych – Stefana i Zofii z Górskich. Do 1939 r. uczęszczała do Gimnazjum ss. Urszulanek we Lwowie. Po dwu latach przerwy uczyła się na tajnych kompletach u ss. Nazaretek w Warszawie, gdzie w maju 1944 r. zdała maturę. Od stycznia 1943 r. działała w szeregach AK, używając pseudonimu „Witek Błękitny”. Brała udział w Powstaniu Warszawskim jako łączniczka, sanitariuszka i wartowniczka w Kompanii Sztabowej 100 (WSOP). Po upadku powstania została wywieziona na roboty do Niemiec (Zagłębie Ruhry).
Wiosną 1945 r. powróciła do kraju i podjęła pracę zarobkową, a we wrześniu 1945 r. rozpoczęła studia polonistyczne i romanistyczne na Uniwersytecie Warszawskim. Od kwietnia do maja 1947 r. utrzymywała w Warszawie kontakt ze swoim kuzynem Stanisławem Kuczyńskim ps. „August”, kurierem II Korpusu do rtm. Witolda Pileckiego, przybyłym nielegalnie do Polski w celu organizowania przerzutu rodzin oficerów II Korpusu do Berlina. Udzielała mu pomocy, przechowywała w swoim mieszkaniu przywiezione przez niego instrukcje oraz umożliwiła mu nawiązanie kontaktów organizacyjnych. Przed aresztowaniem mieszkała w Otwocku.
28 maja 1947 r. została zatrzymana przez UB w związku ze śledztwem i procesem rtm. Witolda Pileckiego i jego współpracowników pod zarzutem udzielania pomocy Stanisławowi Kuczyńskiemu. Prokuratura Wojskowa wydała nakaz jej aresztowania 7 czerwca 1947 r. Przeszła śledztwo w MBP i na X oddziale przy ul. Rakowieckiej. Wyrokiem WSR w Warszawie z dnia 30 września 1947 r. oraz z dnia 21 października 1948 r. została skazana (z art. 5 i 6 MKK) na 3 lata więzienia. Od maja 1949 r. była więziona w Zakładzie Karnym w Fordonie, skąd po odbyciu kary została zwolniona 7 czerwca 1950 r.
Po zwolnieniu mieszkała w Warszawie. Powróciła na przerwane studia polonistyczne i w 1952 r. uzyskała magisterium na UW. Pracowała w Instytucie Badań Literackich PAN w Warszawie, gdzie w 1967 r. uzyskała doktorat, a w 1975 r. habilitowała się, zaś w 1986 r. otrzymała profesurę filologii polskiej. Była badaczem literatury staropolskiej.
Niezależnie od prac naukowych, zgodnych z wykształceniem i stanowiskiem naukowym, z wielkim poświeceniem i pasją zajmowała się historią działań niepodległościowych kobiet, ze szczególnym uwzględnieniem więźniarek Fordonu. Współredagowała miesięcznik „Nike” Środowiska Fordoniarek Związku Więźniów Politycznych Okresu Stalinowskiego. W 1992 r. wydała „Wiersze więzienne” Ireny Tomalakowej. Zebrała, opracowała oraz poprzedziła wstępem zbiór wierszy autorstwa więźniów politycznych „Przeciwko złu. Wiersze i piosenki więzienne 1944–1956” (Warszawa 1995), oraz wydała tom I „Zawołać po imieniu. Księga kobiet – więźniów politycznych 1944–1958” (Nadarzyn 1999).
Działała w Społecznej Fundacji Pamięci Narodu Polskiego, w której pełniła funkcję Kanclerza Orderu „Polonia Mater Nostra Est”. Orderem tym, nadawanym od 1995 r. w kolejne rocznice uchwalenia Konstytucji 3 Maja 1791 r., odznaczane są i otrzymują tytuł Kawalera tegoż Orderu, osoby najbardziej zasłużone dla Narodu Polskiego.
Uhonorowana Brązowym Krzyżem Zasługi z Mieczami – za udział w Powstaniu Warszawskim, Krzyżem AK, dwukrotnie Medalem Wojska oraz Warszawskim Krzyżem Powstańczym.
