Die Tochter einer Biochemikerin wurde in Toluca, Zentral-Mexiko, geboren und wuchs mit mehreren Geschwistern auf. Den ursprünglichen Wunsch Balletttänzerin zu werden, musste Adriana Barraza im Alter von acht Jahren aufgeben, als ihre Mutter verstarb. Mit der Schauspielerei in Berührung kam sie durch Zufall als 16-Jährige, als sie an ihrer Schule die Wahl zwischen Basketball und dem Theaterkurs als außerschulische Veranstaltung hatte. Barraza, die unter anderem sieben Jahre klassisches Ballett studierte, lebte seit 1974 mit ihrem argentinischen Ehemann in Chihuahua. Während ihr Gatte an der Philosophischen Fakultät der Universidad Autónoma de Chihuahua lehrte, studierte sie an der Schule der Schönen Künste Schauspielerei, arbeitete und erzog ihre Tochter. Ersten Erfolg am Theater hatte Barraza 1984 mit der Hauptrolle in dem mexikanischen Stück Voces en el Umbral, in dem sie an der Universität von Chihuahua zu sehen war. Die Produktion wurde später mit ihr in der Hauptrolle in die Hauptstadt Mexiko-Stadt verlegt und brachte ihr das Lob der Kritiker ein. Barraza trennte sich daraufhin vom Vater ihrer Tochter und zog 1985 nach Mexiko-Stadt, wo sie von einer Theaterregisseurin engagiert worden war. Hier arbeitete sie seitdem im Schauspielfach, auch für Fernseh- und Filmproduktionen.
Barraza machte erstmals im Jahr 1993 in weiteren Kreisen auf sich aufmerksam, als sie die weibliche Hauptrolle in Manolo Garcías Fernsehfilm Las Cosas simples an der Seite des bekannten mexikanischen Seriendarstellers Alexis Ayala erhielt. Daraufhin folgten vermehrt Auftritte in mexikanischen Fernsehserien, unter anderem in Luis Vélez' La Paloma (1995) mit Manuel Ojeda und der Part der Sozialarbeiterin in Heriberto López de Andas La Culpa (1996). 1998 feierte Barraza ihr Kinodebüt mit einer Nebenrolle in Alejandro Gamboas preisgekröntem Drama La Primera noche, in dem eine Gruppe von heranwachsenden Jugendlichen ihre Sexualität entdeckt. Nachdem sie ein Jahr später erneut unter der Regie Gamboas in der Fortsetzung La Segunda noche agierte, folgte 2000 ein kleiner Part als gestrenge Mutter von Gael García Bernal in Alejandro González Iñárritus hochgelobtem Episodenfilm Amores Perros. Das Drama wurde mit über 35 internationalen Festival- und Kritikerpreisen ausgezeichnet und unter anderem als bester ausländischer Film für den Golden Globe Award und Oscar nominiert.
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