Après des études de cinéma à Paris VIII, Laurence Ferreira Barbosa réalise, grâce au GREC (Groupement de Recherche et d'Essais Cinématographiques), son premier court métrage Paris - Ficelle, primé à Belfort. Suivront deux autres courts tout aussi remarqués, Adèle Frelon est-elle là ?, Grand Prix à Clermont-Ferrand puis Sur les talus, nommé au César.
En 1993, Laurence Ferreira Barbosa réalise son premier long métrage, Les Gens normaux n'ont rien d'exceptionnel, portrait émouvant et drôle d'une jeune femme dépressive qui se retrouve en hôpital psychiatrique. La cinéaste est ensuite choisie par Arte pour tourner un des volets de la collection Tous les garçons et les filles de leur âge.
Laurence Ferreira Barbosa a également réalisé plusieurs longs métrages, J’ai horreur de l’amour avec Jeanne Balibar, La vie moderne avec Isabelle Huppert, Ordo avec Roschdy Zem et Soit je meurs, soit je vais mieux avec François Civil.
Elle a également co-écrit L’ennui, Roberto Zucco et Feux rouges de Cédric Kahn ainsi que Volta à terra de Joao Pedro Placido.
En 2017, elle revient à la réalisation avec le film Tous les rêves du monde, mettant en scène avec sensibilité la quête identitaire d’une jeune franco-portugaise.