Barrino begann im Alter von fünf Jahren im Kirchenchor zu singen. 2002 wurde sie Mutter einer Tochter. Derzeit arbeitet sie für ihren Schulabschluss. Fantasias Vordringen in das Finale von American Idol wurde von heftigen Vorwürfen überschattet. Sie reichten von Rassismus bis zum Verdacht einer manipulierten Stimmenzählung.
Im Finale selbst am 26. Mai 2004 erhielt Barrino für ihren Auftritt überschwängliches Lob von der Jury. So bezeichnete Plattenproduzent Simon Cowell sie als beste Sängerin aller über 70 „Idols“, die in den letzten Jahren weltweit gekürt wurden. Am Ende der Telefonabstimmung, an der sich über 65 Millionen Fernsehzuschauer beteiligten, lag Barrino knapp vor ihrer Konkurrentin Diana DeGarmo.
Fantasias erste Single I Believe wurde in den USA am 15. Juni 2004 veröffentlicht. Der Song wurde von Tamyra Gray geschrieben, die bereits an der ersten Staffel von American Idol teilgenommen, und dort den vierten Rang belegt hatte. Wie bereits bei den American Idol-Siegern der Vorjahre war die Single kommerziell sehr erfolgreich. Am 10. Juli 2004 erreichte sie Platz 1 der US-amerikanischen Billboard-Charts. 2006 kam sie mit ihrem neuen Album und der ersten Single Hood Boy zurück.
2011 wurde Fantasia Barrino für ihre Single Bittersweet mit dem Grammy Award for Best Female R&B Vocal Performance ausgezeichnet und ist damit die letzte Künstlerin dieser Kategorie, die im Folgejahr mit mehreren weiteren Kategorien zusammengelegt wurde.
