In doppio Barty si è tolta tante soddisfazioni nella sua breve carriera, portando poi nel suo peculiare stile di gioco in singolo anche molte delle sue capacità in doppio come le ottime volée e il servizio tagliato. Nonostante i buoni successi in singolare Barty decide nel 2013 di concentrarsi quasi esclusivamente sul doppio, formando una coppia affiatata con la connazionale e amica Casey Dellacqua. In coppia raggiungono ben tre finali Slam in una sola stagione, tutte perse tra Wimbledon, US Open e Australian Open, con la delusione ulteriore di essere state un break sopra nel set decisivo sia in America che in Australia. A soli 18 anni Barty decide di lasciare il tennis per la prima volta, diventando poi una giocatrice di cricket professionista in Australia. Il ritorno alle competizioni si materializza nel 2016 ed è roboante, Barty chiude l’anno in top 20 sia di singolo che di doppio nel 2017 e l’anno successivo vince il suo primo Slam. Si tratta dello US Open 2018 di doppio in coppia con CoCo Wandeveghe, rimontando il set di svantaggio alle pluricampionesse Slam Babos/Mladenovic.
