Nella sua carriera ha vinto un campionato di Bundesliga con il (2008-09) e otto campionati consecutivi di Serie A con la (dal 2011-12 al 2018-19), club questo ultimo con cui ha conquistato anche un record di quattro Coppe Italia consecutive (dal 2014-15 al 2017-18) e quattro Supercoppe di Lega (2012, 2013, 2015 e 2018), disputando inoltre due finali di UEFA Champions League (2015 e 2017); nelle categorie minori vanta le vittorie di un campionato di Serie C1 (2001-02) e di una Supercoppa di Serie C (2002) con l' oltreché un Campionato Nazionale Dilettanti (1998-99) con la .

Con la nazionale italiana è stato campione del mondo a , finalista all'europeo di e terzo classificato alla Confederations Cup di Brasile 2013; ha inoltre preso parte ai mondiali di e agli europei di e . In ambito giovanile, con la nazionale olimpica è stato medaglia di bronzo ai Giochi di , con la nazionale under 21 si è laureato campione d'Europa a Germania 2004 e con la nazionale under 20 ha trionfato all'edizione 2001-2002 del Torneo Quattro Nazioni.

Considerato tra i migliori difensori della sua generazione, a livello individuale è stato inserito per quattro volte (2012, 2013, 2014 e 2016) nella squadra dell'anno AIC.

Biografia Nel 2013 si è sposato con la modella italiana Maddalena Nullo; la coppia ha due figli tra cui Mattia Niccolò, il quale segue le orme paterne.

Caratteristiche tecniche Era un difensore centrale completo, forte fisicamente – da cui il soprannome di Roccia, nato negli anni a Palermo e poi mantenuto per il resto della carriera –, veloce e abile nel costruire il gioco oltreché d'ineccepibile correttezza. Dotato di senso della posizione, duttilità e intelligenza tattica, sapeva disimpegnarsi sia in una linea difensiva a quattro sia a tre elementi; all'occorrenza poteva inoltre essere impiegato come terzino destro.

Assieme a Leonardo Bonucci e Giorgio Chiellini, nel corso degli anni 2010 compagni di squadra sia nella Juventus sia in nazionale, Barzagli ha formato un affiatato terzetto difensivo denominato «BBC» dalla stampa specializzata;Anche noto come «BBBC» includendo il portiere Gianluigi Buffon, cfr. la solidità del trio ha portato al paragone con la linea difensiva composta dai terzini Virginio Rosetta e Umberto Caligaris nonché dal centromediano Luis Monti, alla base dei successi di Juventus e nazionale negli anni 1930.

Carriera Giocatore Club Rondinella Impruneta, Pistoiese e Ascoli

Inizia a giocare a calcio nelle file della Cattolica Virtus, piccola società fiorentina, e poi nella con la quale esordisce nel 1998, a 17 anni, nel Campionato Nazionale Dilettanti ottenendo a fine stagione la promozione in Serie C2, cosa che gli permette di esordire tra i professionisti l'anno successivo.

Nel 2000 passa alla , in Serie B, dove arriva da centrocampista. Qui l'allenatore degli arancioni, Giuseppe Pillon, lo trasforma in difensore centrale, un ruolo che ricopre con eleganza e vigoria fisica. Tuttavia con la maglia orange disputa solo cinque partite in cadetteria prima di tornare a metà stagione alla Rondinella Impruneta, in C2.

L'anno seguente entra nella rosa dell', dove rimane per due stagioni: nella prima ottiene la promozione dalla Serie C1 alla Serie B. Frattanto nell'estate 2002 viene acquistato dal , che contestualmente lo lascia in prestito nelle Marche per un'altra stagione; chiude l'esperienza nell'Ascoli con 46 presenze e 3 reti.

Chievo, Palermo e Wolfsburg Passa quindi al , che lo acquista in comproprietà con il club piacentino: con la formazione clivense debutta in Serie A a 22 anni, il 31 agosto 2003 in -Chievo (1-1). In questo campionato colleziona 29 presenze, segnando 3 reti e un'autorete.

Nel luglio del 2004 il Piacenza ne rileva l'intera proprietà e lo cede al per 5 milioni di euro, oltre a una consistente contropartita tecnica. Il difensore diventa subito titolare e perno della squadra rosanero,. che a fine stagione conquista la prima qualificazione in Coppa UEFA della sua storia grazie al sesto posto in campionato. Nei successivi quattro anni tra i siciliani, Barzagli colleziona 142 presenze e 3 reti in Serie A, mentre in Europa totalizza 15 presenze: alla chiusura della stagione 2007-08, risulta insieme a Franco Brienza il calciatore rosanero più presente nelle competizioni internazionali per club, con 15 apparizioni (i due saranno poi raggiunti da Mattia Cassani nell'annata 2010-11). Nella stagione 2007-08 diventa inoltre il capitano della squadra palermitana.

Nell'estate 2008 viene ceduto, per 11,9 milioni di euro, al club tedesco del insieme al suo compagno di reparto a Palermo Cristian Zaccardo. A fine stagione vince la Bundesliga giocando tutti i 34 incontri del torneo senza essere mai sostituito. Il 15 settembre 2009 esordisce in Champions League in Wolfsburg- (3-1). Chiude la seconda stagione a Wolfsburg con 2 presenze in Champions e 3 in Europa League, e 24 presenze di campionato con 1 rete all'attivo. Rimane in Germania fino al gennaio 2011, collezionando 17 presenze in campionato in quest'ultimo scorcio.

Juventus 2011-2014

Il 27 gennaio 2011 la acquista il giocatore per una cifra pari a euro (più eventuali bonus legati ai risultati sportivi). Esordisce con la maglia bianconera il successivo 2 febbraio, nella gara persa in trasferta contro la sua ex squadra del (2-1) e valida per la 23ª giornata del campionato di Serie A.

La stagione successiva si conferma come titolare inamovibile della difesa bianconera, la meno battuta del campionato con 20 reti subite in 38 incontri, vincendo lo scudetto con una giornata di anticipo; per lui si tratta del secondo titolo nazionale in carriera, dopo quello 2008-09 in Germania. Nell'ultima partita di campionato, giocata il 13 maggio 2012 allo Juventus Stadium e vinta contro l', segna la sua prima rete in maglia bianconera inusualmente su calcio di rigore, pochi minuti dopo esser subentrato all'infortunato Giorgio Chiellini, fissando il risultato sul 3-1: era l'unico fra i titolari bianconeri ancora senza reti all'attivo in stagione. La squadra torinese giunge inoltre in finale di Coppa Italia, perdendo a Roma contro il .

Al primo impegno della stagione 2012-13, l'11 agosto a Pechino, vince la sua prima Supercoppa di Lega dopo che la Juventus batte per 4-2 ai tempi supplementari il Napoli. Il 28 aprile 2013, nel derby della Mole vinto per 2-0 sul , ottiene la 100ª presenza con la maglia bianconera. Il 5 maggio seguente arriva con tre giornate di anticipo la conquista del secondo scudetto di fila, grazie al successo casalingo per 1-0 sul Palermo. Chiude la stagione come il bianconero con più presenze in assoluto, 48, alla pari con il compagno di reparto Leonardo Bonucci.

La stagione seguente si apre il 18 agosto 2013 con la vittoria della sua seconda Supercoppa di Lega, dopo che la Juventus batte per 4-0 la allo Stadio Olimpico di Roma. Il 4 maggio 2014 arriva la conquista del suo terzo scudetto consecutivo.

2014-2019 Agli ordini di Massimiliano Allegri, successore di Antonio Conte sulla panchina bianconera, il 2 maggio 2015 Barzagli vince il suo quarto scudetto consecutivo, grazie al successo esterno per 1-0 sulla . Il 20 dello stesso mese vince la sua prima Coppa Italia, giocando la vittoriosa finale di Roma sulla Lazio risoltasi ai supplementari. Il successivo 6 giugno parte titolare nella finale di Champions League contro il , che a Berlino vedrà prevalere i catalani per 3-1.

L'8 agosto vince la sua terza Supercoppa di Lega contro la Lazio. Nel 2016 continua a essere protagonista nella Juventus, infatti a fine stagione risulta uno dei giocatori più impiegati, vincendo il suo quinto scudetto consecutivo con la Vecchia Signora e aggiudicandosi la sua seconda Coppa Italia di fila, superando in finale il . Frattanto il 6 marzo dello stesso anno, a Bergamo, era tornato al gol dopo quattro anni – in quella che rimarrà l'ultima rete della sua carriera –, sbloccando il risultato nella vittoria 2-0 sul campo dell'Atalanta.

Il 17 maggio 2017 mette in bacheca la Coppa Italia, la terza consecutiva per la formazione torinese, in seguito alla vittoria nella finale di Roma sulla Lazio; quattro giorni dopo, con il successo 3-0 allo Stadium sul , arriva anche il sesto titolo italiano di fila e annesso terzo double nazionale consecutivo, che consente alla Juventus di battere dopo 82 anni il record della Juve del Quinquennio. Il 3 giugno a Cardiff gioca la sua seconda finale di Champions League con la maglia della Juventus, persa 1-4 contro il .

I successi si ripetono nell'annata 2017-18, in cui la Juventus fa suo il settimo scudetto consecutivo e annesso quarto double domestico di fila, quest'ultimo un primato nel calcio italiano. Sul piano personale il 20 settembre 2017, in occasione della vittoria interna di campionato contro la (1-0), il difensore – ormai riconosciuto come «leader silenzioso» dello spogliatoio bianconero – indossa per la prima volta la fascia di capitano dei torinesi, assurgendo ancora tra i protagonisti della squadra nonostante le 37 primavere e qualche acciacco di troppo che inizia a farsi sentire.

La stagione seguente, tuttavia, vede Barzagli costantemente frenato da sempre più frequenti infortuni che ne minano la continuità di rendimento e che, sommati all'inevitabile trascorrere degli anni, lo fanno scivolare definitivamente indietro nelle gerarchie difensive juventine; una situazione che lo porta, il 13 aprile 2019, ad annunciare il ritiro dall'attività agonistica al termine della stagione. Scende in campo per l'ultima volta il successivo 19 maggio, a 38 anni, nella gara interna contro l'Atalanta (1-1) valevole per la penultima giornata di campionato, nella quale la Juventus solleva per l'ottava volta consecutiva la Coppa Campioni d'Italia; insieme al compagno di squadra Chiellini, inoltre, è tra i due soli ottacampioni d'Italia nel vittorioso ciclo bianconero degli anni 2010.

Nazionale Nazionali giovanili Il primo trofeo con la maglia della nazionale arriva nel 2002, quando con l' vince la prima edizione del Torneo Quattro Nazioni. L'anno successivo il commissario tecnico Claudio Gentile lo promuove nell', con la quale nel 2004 gioca e vince da titolare gli europei di categoria. Nell'agosto dello stesso anno fa parte della nazionale olimpica, sempre guidata da Gentile, con la quale vince la medaglia di bronzo ai Giochi di .

Nazionale maggiore

Il 17 novembre 2004, a 23 anni, esordisce in nazionale maggiore, sotto la guida di Marcello Lippi, nell'amichevole di Messina tra Italia e (1-0), dimostrandosi uno dei migliori elementi di prospettiva. Dopo essere entrato stabilmente nel giro azzurro, Barzagli ha preso parte al vittorioso in Germania, dove ha esordito negli ottavi di finale vinti contro l' (1-0), entrando in campo nella ripresa dopo l'espulsione di Marco Materazzi. Ha giocato invece da titolare l'intero incontro successivo, il quarto di finale vinto contro l' (3-0), in sostituzione dello squalificato Materazzi.

Dopo la vittoria del mondiale, nel biennio seguente Barzagli gioca da titolare molte partite delle qualificazioni europee, e viene quindi convocato dal nuovo selezionatore Roberto Donadoni per la fase finale dell'europeo di . Gioca da titolare la sfida d'esordio del girone, la sconfitta per 0-3 contro i , non venendo poi più schierato; la manifestazione si conferma sfortunata per Barzagli quando, il 19 giugno, durante un allenamento si rompe il menisco interno del ginocchio sinistro, chiudendo lì il suo torneo; la nazionale viene eliminata ai quarti di finale, cadendo ai tiri di rigore contro la poi vincitrice dell'edizione.