Barthel veroverde zijn olympische titel op de Olympische Spelen van 1952 op de 1500 m. Hij was de tweede Luxemburger, na Michel Théato (op de marathon in 1900), die een gouden medaille won op de Spelen. Het IOC kent echter alleen de gouden medaille van Barthel toe aan Luxemburg. Van 1946 tot 1956 was hij elfmaal op rij kampioen van Luxemburg.
Het looptalent van Josy Barthel werd ontdekt tijdens de Tweede Wereldoorlog. Zijn eerste succes behaalde hij op de Militaire Wereldspelen van 1947 in Berlijn met het winnen van de 800 m. Een jaar later won hij zowel de 800 m als de 1500 m op de Militaire Wereldspelen in Brussel. Op de Olympische Spelen van 1948 in Londen behaalde hij een negende plaats in de finale van de 1500 m. Op de Pre-Universiade van 1949 in Merano won hij zowel de 800 m als de 1500 m.
In 1952 behaalde Barthel het grootste succes van zijn atletiekcarrière door een gouden medaille te winnen op de 1500 m bij de Olympische Spelen van Helsinki. Dankzij een fenomenale eindsprint won hij in een tijd van 3.45,2 en versloeg hiermee de AmerikaanBob McMillen (zilver) en de DuitserWerner Lueg (brons), die kort voordien met 3.43,0 een wereldrecord had gelopen.[1] Aan de finish en op het podium huilde hij als een kind. Later vertelde hij dat hij dit alles vooraf had gedroomd, maar dat hij angstig was wakker geworden, omdat de fanfare de Luxemburgse nationale hymne niet kon spelen. Toen puntje bij paaltje kwam, lukte het toch.[1] Barthel nam daarna ook deel aan de Olympische Spelen van 1956 in Melbourne, maar slaagde er niet in zich voor de finale te plaatsen. Hierna beëindigde hij zijn atletiekcarrière.
Van 1962 tot 1972 werd Barthel voorzitter van de Luxemburgse Atletiekfederatie en van 1973 tot 1977 was hij voorzitter van het Luxemburgs Olympisch Comité.
Barthel werd ook minister in de Luxemburgse regering: van 1977 tot 1979 minister van Verkeer, Energie, Toerisme en Milieu, van 1979 tot 1984 minister van Milieu, Verkeer, Energie, Informatica en Communicatie. Ter ere van hem werd het nationale stadion van Luxemburg omgedoopt in Stade Josy Barthel. Naar hem werd ook het Lycée Technique Josy Barthel, een gymnasium in Mamer, dat in september 2003 werd geopend, genoemd. In 1984 was hij eveneens voorzitter van het Benelux-parlement.
In 1992 stief Barthel op 65-jarige leeftijd na een ernstige ziekte.
Titels
Olympisch kampioen 1500 m - 1952
Intergeallieerd militair kampioen 800 m - 1947, 1948
Intergeallieerd militair kampioen 1500 m - 1948
Persoonlijke records
Onderdeel
Prestatie
Jaar
800 m
1.51,0
1947
1000 m
2.24,0
1500 m
3.44,1
1952
1 Eng. mijl
4.06,3
2000 m
5.19,2
Palmares
800 m
1947: 1 Militaire Wereldspelen
1947: 3 International University Games - 1.54,7
1948: 1 Militaire Wereldspelen
1949: 3 Summer International University Sports Week - 1.56,2
1951: 1 Summer International University Sports Week - 1.53,5
1500 m
1948: 1 Militaire Wereldspelen
1949: 1 Summer International University Sports Week - 3.55,6
1951: 1 Summer International University Sports Week - 3.52,6