Câmara de Massachusetts
Barrios iniciou sua carreira legislativa em 1998, quando foi eleito para a Câmara dos Representantes de Massachusetts. A primeira legislação importante que escreveu foi uma lei que obriga os prontos-socorros hospitalares a oferecer serviços de intérpretes para falantes não anglófonos. Ele também foi autor de uma legislação que criou um fundo estadual de habitação acessível e estabeleceu um crédito fiscal para habitação de baixa renda, incentivando desenvolvedores a criar moradias acessíveis. Foi o principal patrocinador de um projeto de lei que aprimorou os esforços de assistência a desastres em coordenação com a Cruz Vermelha Americana.
Em 2002, os eleitores do distrito que abrange partes de Middlesex, Suffolk e Essex — incluindo partes de Boston, Cambridge, Somerville, Everett, Revere, Chelsea e Saugus — elegeram-no para o Senado de Massachusetts. Ele foi reeleito sem oposição em 2004 e 2006.
Barrios ganhou destaque nacional em 2006 ao propor uma legislação para limitar o uso de creme de marshmallow nas escolas públicas de Massachusetts, após descobrir que a escola primária de seu filho servia sanduíches fluffernutter. Em resposta, a deputada estadual Kathi-Anne Reinstein [en] propôs uma legislação contrária, sugerindo que o fluffernutter se tornasse o sanduíche oficial de Massachusetts. Barrios posteriormente abandonou a proposta.
Como senador estadual, Barrios liderou com sucesso esforços legislativos para proteger o casamento entre pessoas do mesmo sexo em Massachusetts, sendo mais conhecido por um discurso televisionado globalmente, no qual abordou a discriminação enfrentada por sua própria família.
Barrios presidiu o Comitê de Segurança Pública e Segurança Interna. Ele foi autor de uma legislação que criou um programa estadual de proteção a testemunhas e estabeleceu um programa de subsídios contra a violência de gangues, conhecido como Shannon Grant. Também elaborou uma das leis mais abrangentes do país sobre roubo de identidade, oferecendo novas proteções aos consumidores cujos dados pessoais são roubados de varejistas ou terceiros. Barrios escreveu uma lei que atualizou os códigos estaduais de incêndio após o incêndio no The Station Nightclub em Rhode Island. Ele também foi autor de um projeto de lei "anti-bullying", aprovado apenas no Senado, que orientava as escolas a responderem de forma mais enérgica a relatos de violência e "cyberbullying" por parte dos alunos.
Em outras questões, Barrios criou uma lei para proteger proprietários de imóveis contra execuções hipotecárias e combater credores de hipotecas. A lei estabeleceu um requisito pioneiro no país, exigindo que corretores e banqueiros hipotecários cumprissem a Lei de Reinvestimento Comunitário do estado, que anteriormente se aplicava apenas a cooperativas de crédito e bancos. Ele liderou a aprovação no Senado de uma legislação que promove a justiça ambiental, aborda disparidades no acesso à saúde entre minorias e reforça a aplicação de "zonas de proteção" ao redor de clínicas de saúde feminina.
