Née à Paris, Odile Barski suit des études de sociologie puis devient scénariste pour la télévision et le cinéma.

Son premier scénario pour Violette Nozière (1978) marque le début d'une longue collaboration avec Claude Chabrol. Elle signe les scénarios de Le Sang des autres (1984), Masques (1986), Le Cri du hibou (1987) et Docteur M. (1990), et, comme co-scénariste, Au coeur du mensonge (1998), L'Ivresse du pouvoir (2004), et Bellamy (2007).

Elle travaille aussi avec Franck Apprederis (Le Coeur à l'envers, 1979), André Techiné (La Fille du RER, 2007), Claude Miller (L'Envie de vivre, 2009), Serge Bozon (Tip Top, 2011).

Odile Barski écrit également pour la télévision: Zaïde, un petit air de vengeance (1999) de Josée Dayan, L'Affaire Dominici (2003) de Pierre Boutron, Le Tombeau d'Hélios (2011) de Bruno Gatillon.

Et elle a publié plusieurs romans dont Le Comte Thérèse (Jean-Claude Lattès, 1996) et Et tout à coup ce rouge (éditions du Masque, 2007).

En 2007, elle est membre du jury du festival du cinéma américain de Deauville présidé par André Téchiné.