Fils et frère de bibliothécaires réputés, Olivier Barbier entre en 1832 comme surnuméraire à la Bibliothèque royale, établissement dont il devient employé titulaire en 1833, et dans lequel il accomplit toute sa carrière professionnelle.
Les premières manifestations connues de son adhésion à la doctrine phalanstérienne datent de la seconde moitié des années 1830. En 1837, il fait paraître dans la Bibliographie de la France une recension des œuvres de Fourier, qu’il reprend ensuite, avec des compléments, pour La Phalange. En 1837, il est l’un des neufs commissaires chargés de veiller à l’emploi du fonds destiné à la préparation d’une "fondation en échelle réduite" [1]. A la même époque, il signe, avec Julien Blanc, Julien Bing, Pierre-Jean Chapelain et Théodore Michelot, une lettre prenant position en faveur de Considerant, contre les dissidents de l’Ecole [2]
Peu après, et pendant plusieurs années, il est l’un des commissaires chargés de l’organisation du banquet du 7 avril, commémorant la naissance de Fourier ; de 1843 à 1845, il figure parmi les collaborateurs réguliers de La Démocratie pacifique. C’est probablement la période où il se montre le plus actif au sein de l’Ecole sociétaire. Dans les années suivantes, son engagement est plus discret, tandis que ses responsabilités professionnelles s’accroissent : il devient conservateur adjoint en 1848, puis accède au poste de sous-directeur adjoint en 1864. Il obtient la légion d’honneur en 1868, en raison des services rendus à la Bibliothèque ; il est réputé en particulier pour sa rigueur en matière de dépôt légal, rappelant les éditeurs négligents à leurs obligations et s’occupant lui-même d’aller chercher les ouvrages absents des collections de la Bibliothèque : « il faut compter par milliers les ouvrage qui seraient restés incomplets sur nos rayons, sans la vigilance et l’opiniâtreté de M. Barbier » . Il contribue également aux rééditions, suppléments et refontes d’ouvrages classiques de la bibliographie, le Manuel du Libraire et de l’amateur de livre et le Dictionnaire des ouvrages anonymes (que son père avait publié pour la première fois au début du XIXe siècle). Des problèmes de santé l’amènent à prendre sa retraite en 1874.
Resté en contact avec l’Ecole sociétaire, il possède une action de la société anonyme qui exploite la Librairie des sciences sociales, à la fin des années 1860 . Et dans la décennie suivante, il est abonné au Bulletin du mouvement social.