Barnard muove i suoi primi passi di medico come interinale presso l'Ospedale Groote Schuur di Città del Capo; in seguito lavora come medico generico a Ceres, una cittadina rurale nella provincia del Capo Occidentale, a 150 chilometri da Città del Capo; nel 1951 ritorna a Città del Capo, precisamente al City Hospital. Durante questo periodo riceve il Master in medicina dall'università della città; nello stesso anno ottiene il dottorato in medicina, sempre presso la stessa università.