Barbara Tomasini ha scelto di prestare la sua opera al servizio di mamme e neonati dall'inizio degli studi di Medicina, frequentando il reparto di neonatologia dell'Aou Senese fin dal 4°anno di Medicina.
Durante la specializzazione in Pediatria preventiva e puericultura con indirizzo in Neonatologia, conseguita presso l'Università degli studi di Firenze, ha lavorato come neonatologa in un progetto riconosciuto dal Ministero Affari Esteri e Ministero della Salute in Africa, con l'ong 'Medici con l'Africa Cuamm'.
Dal 1991 lavora in Terapia intensiva Neonatale (TIN) della quale, dal 2015, è direttrice. Mamme e neonati sono il fulcro di tutta la sua attività sia clinica che formativa (docente nella scuola di specializzazione in Chirurgia pediatrica e pediatria, docente in molti corsi per la formazione di personale altamente qualificato in ambito neonatale), che continua a svolgere anche fuori dall'Italia per la cooperazione sanitaria internazionale; questo aspetto della sua attività ha fatto sì che venisse riconosciuta 'cavaliere al merito della Repubblica Italiana' nel dicembre del 2013.
Le sue numerose pubblicazioni riguardano la salute neonatale così come i molteplici corsi organizzati. E' stata tra i soci fondatori dell'associazione Coccinelle amici del neonato ed è presidente regionale della Società Italiana di Neonatologia.