Daniela Barcellona studierte in ihrer Heimatstadt Triest Musik und Gesang bei Alessandro Vitiello. Ihr Bühnendebüt feierte sie beim Rossini Opera Festival in Pesaro mit der Titelpartie von »Tancredi«.
Als Ulrica (»Un ballo in maschera«) debütierend eröffnete Daniela Barcellona die Spielzeit 2020/21 am Teatro Real Madrid. Mrs. Quickly (»Falstaff«) sang sie bereits beim Festival d'Aix-en-Provence und an der Staatsoper Unter den Linden, wovon im Juni 2021 eine Aufzeichnung auf DVD veröffentlicht wurde. Des Weiteren war sie in den vergangenen Spielzeiten als Herzogin Federica (»Luisa Miller«) unter der Leitung von Michele Mariotti am Teatro dell'Opera di Roma, in Verdis »Messa da Requiem« unter der Leitung von Myung-Whun Chung im Circo Massimo und in der Arena di Verona zu hören.
Auf ihren zahlreichen Aufnahmen widmet sie sich Werken von Komponisten wie Scarlatti, Pergolesi, Rossini, Mayr und Meyerbeer sowie Verdi und Berlioz.
Zu den Auszeichnungen, die sie erhalten hat, gehören der Lucia-Valentini-Terrani-Preis, der Aureliano-Pertile-Preis, der International Opera Award, die CD Classica, der Rossini d'oro, der San Giusto d'Oro, der Sigillo trecentesco di Trieste, der Oscar della lirica, der Laurence-Olivier-Award und der Pesaro Music Award.