Tot i que es tracta d’un municipi jove, dins del terme de Santa Bàrbara hi ha vestigis prehistòrics, concretament a la partida de Mianes on es van trobar restes d'una Necròpolis del segle VI a.C.

Malgrat aquests indicis, l'origen de l'actual vila és posterior a la Guerra de Successió. Anteriorment només hi havia l'Hostal dels Frares, de l'ordre de la Mercè, dedicats a l'assistència de malalts i viatgers que feien el camí de Tortosa a Benifassà. Els primers colonitzadors provenien de Tortosa i s'establiren tot expandint-se per l’actual terme. L'any 1762 ja hi havia  39 famílies, el lloc s'anomenava aleshores Les Planes de la Galera, que aviat passà a ser conegut com Les Planes de Santa  Bàrbara, per l'ermita que hi havia dedicada a aquesta santa propera a l’emplaçament de l’actual església, dedicata a la mateixa.


La població augmentà ràpidament, l'any 1784 hi havia 70 famílies, i el creixement s'intensificà a partir de la Guerra del Francès, guerra que la població no patí, degut al fet de ser una població oberta no enmurallada, ni susceptible d'oferir resistència. El 1812 hi vivien 143 famílies i el 1824, 979 habitants.

En plena expansió demogràfica, la població inicià el procés per obtenir la seva independència de La Galera, la qual es resistí fortament a la segregació. El contenciós judicial entre ambdues poblacions, s'inicià l'any 1817 i es resolgué, el 9 de maig de 1828, quan Ferran VII, signà el Reial Decret, que conferia a la nova població plena autonomia municipal i delimitava el seu terme.

Els anys següents foren de fort increment econòmic i demogràfic. La població assoleix a les primeries de l'actual segle la xifra de 4.000 habitants, que es mantingué fins després de la guerra civil, quan l'economia agrícola tradicional del municipi entrà en crisi. En l’actualitat, la població ha recuperat aquest creixement demogràfic, tornant novament a la xifra de 4.000 persones que hi ha actualment.