Né Barry Nielson le 16 avril 1920 à San Francisco en Californie, il s'impose comme acteur dans les années 40, à Brodway.
Il a été le premier acteur à endossé le costume de l'agent secret britannique, James Bond, pour un épisode du feuilleton américain de la série Climax :"Casino Royale " réalisé en 1954 et diffusé le 21 octobre de la même année.
Cet épisode, réalisé pour la CBS Télévision par William H. Brown Jr. d'une durée de soixante minutes fait apparaître pour la première fois également à l'écran Le Chiffre interprété par Peter Lorre et Felix Leiter interprété par Michael Pate. La musique était signée Jerry Goldsmith.
La carrière cinématographique de Barry Nelson couvre une période située entre 1941 et 1980. Il a joué entre autre dans Airport en 1970 et Shining en 1980. Il est depuis devenu réalisateur. Il a également participé à de nombreuses séries télévisées, dont Les Chasseurs.