Non drafté à sa sortie de Northeastern University, J.J. Barea est entré par la petite porte en NBA. En 2006, il fait le yo-yo entre les Mavericks et les Forth Worth Flyers en GLeague, avant de gagner progressivement sa place dans les rotations du coach Rick Carlisle. Son activité débordante sur le parquet compense son manque de taille (1m78). Meneur attitré de la second unit de Dallas, Barea s'illustre lors de la fameuse campagne de 2011. Mené 2 à 1 par le Heat en Finale NBA, Carlisle tente un coup de poker en titularisant le Porto-Ricain. Résultat, trois victoires consécutives et une bague de champion au bout. Avec 17 et 15 points sur les deux dernières rencontres, Barea a été l'un des facteurs x du titre des Mavs.
Passé ensuite chez les Timberwolves le temps de trois saisons, il revient dans son équipe de coeur texane pour terminer sa carrière. Sur ses 14 années dans la Ligue, le meneur en compte 11 à Dallas. En 831 matchs de saison régulière, il totalise en moyenne 8.9 points, 2.1 rebonds et 3.9 assists. Il laisse son nom dans les tablettes de la franchise en terminant dans le Top 10 à la passe (2441) et au nombre de tirs à 3 points inscrits (596). En janvier 2019, une blessure au tendon d'achille a mis fin à sa carrière en NBA. Mais, le meneur n'avait pas raccroché pour autant. Après un passage en Espagne avec le Movistar EStudiantes, il portait le maillot des Cangrejeros de Santurce cette saison dans le championnat porto-ricain. Dans une interview accordée au journal El Nuevo Dia, Barea annonce officiellement sa retraite sportive, mais ne ferme pas la possibilité de s'occuper du club de son adolescence :
J'ai tout donné. Les dirigeants savent ce que j'ai fait pour jouer cette année. J'ai eu de bonnes expériences et je les ai appréciées. Avoir la possibilité de finir à Porto Rico et de profiter avec mes amis, c'est super. Je sais déjà qu'ils vont me dire de rester. Mais, je vais faire une pause avec le basket parce que mentalement je suis mort. Oui, je veux m'impliquer dans le club. Nous avons une bonne relation. Cette franchise est très importante pour le championnat de Porto Rico. Je ne pense pas que je vais être dirigeant dès l'année prochaine, mais dans le futur pourquoi pas. J'ai besoin d'une pause pour que, le jour venu, je puisse le faire correctement, calme et détendu.