İlk, orta, lise ve üniversite eğitimini Ankara'da tamamlamıştır. 2008 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği bölümünden; 2010 yılında ise Kanada'da eğitim vermekte olan Vancouver Film School, Sinema ve Televizyon oyunculuğu bölümünden mezun olmuştur. Tiyatro ile üniversite yıllarında tanışan Ali Barkın, Ankara'da çeşitli özel tiyatrolarda sahne almıştır. Sinema ile ilk tanışması ise, baş rolünü ve yardımcı yapımcılığını üstlendiği Kanada yapımı, Dilemma filmi ile gerçekleşmiştir.

Çalışmalarını bir süre Kanada'da sürdürdükten sonra Türkiye'ye dönen Ali Barkın; Yeşil Deniz, Hayat Devam Ediyor, Deniz Yıldızı ve Eski Hikaye adlı dizilerde yer almıştır.

Ali Barkın Yeşil Deniz dizisinde tanıştığı rol arkadaşı Elvan Dişli ile evlidir.