Barkhorn gia nhập Không quân Tây Đức (Bundesluftwaffe) năm 1956, nắm quyền chỉ huy Jagdbombergeschwader 31 (JaboG 31 "Boelcke") và về hưu năm 1976 với cấp hàm Trung tướng.

Ngày 6 tháng 1 năm 1983, trong lúc lái xe trong tình trạng bão tuyết tại một xa lộ gần Köln, ông và vợ của mình, bà Christl bị tai nạn xe hơi; vợ ông chết ngay lập tức còn ông chết tại bệnh viện hai ngày sau đó. Hai vợ chồng được an táng tại Tegernsee, Bavaria.