1985-1988 – pozostał na uczelni i przez 3 lata był rezydentem interny.
1988-1989 – pracował jako szef rezydentów w Szpitalu Weteranów w Chicago (Veterans Administration Lakeside Hospital).
1989-1991 – na Wright State University odbył staż z medycyny lotniczej i kosmicznej.
Praca w NASA i kariera astronauty
2000 – 26 lipca został przyjęty do korpusu amerykańskich astronautów (NASA-18(inne języki)) jako kandydat na specjalistę misji i w sierpniu rozpoczął szkolenie specjalistyczne.
2002 – zakończył kurs podstawowy, po którym otrzymał przydział do Wydziału Eksploatacji Stacji Kosmicznej (Station Operations Branch) w Biurze Astronautów NASA.
2006 – w styczniu razem z amerykańską astronautką Sandrą Magnus i kosmonautą Olegiem Artiemiejewem uczestniczył w teście na przetrwanie w ekstremalnych warunkach. Test miał miejsce w podmoskiewskich lasach.
2007 – 13 lutego został zatwierdzony przez NASA do składu załogi rezerwowej statku kosmicznego Sojuz TMA-13 (18 ekspedycja na Międzynarodową Stację Kosmiczną). W sierpniu otrzymał wstępny przydział do podstawowego składu 19 ekspedycji na ISS.
2008 – 12 lutego oficjalnie ogłoszono skład załogi Sojuza TMA-14 (19 ekspedycja). Dowódcą załogi został Giennadij Padałka, a do funkcji inżyniera pokładowego wyznaczono Michaela Barratta. W jej pierwotnym składzie znalazł się także kandydat na kolejnego kosmicznego turystę – Nik Halik, którego ostatecznie zastąpił Charles Simonyi (również kosmiczny turysta, ale w kosmos miał lecieć po raz drugi). Start do misji zaplanowano na marzec 2009. W październiku Padałka, Barratt i Halik byli dublerami załogi Sojuza TMA-13.
2009 – od marca do października przebywał w kosmosie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w składzie 19 i 20 stałej załogi.
2011 – od 24 lutego do 9 marca brał udział w misji STS-133 wahadłowca Discovery na Międzynarodową Stację Kosmiczną jako specjalista misji.
Odznaczenia i nagrody
American Astronautical Society; USAF Flight Surgeons Julian Ward Award (1992)
Melbourne W. Boynton Award (1995)
Society of NASA Flight Surgeons; Rotary National Award for Space Achievement Foundation Nominee (1998),