En 1628 Giulio la designa (bajo el nombre de Barbara Valle) como su heredera en caso de muerte súbita de su madre. En su testamento final la nombra como su "figliuola elettiva". Giulio la incorporó en sus series de grupos de discusión, particularmente la "Academia de los unísonos", donde fue invitada a cantar y también a participar en los grupos de discusión y en su colección “Le Veglie de’ signori Unisoni”, en la que relata las reuniones en su domicilio y que está dedicada a Barbara, ésta es denominada oficialmente con el nombre de Strozzi. Sea cual sea la verdad sobre esta filiación, Barbara posee el estatuto de hija adoptiva y amada. Recibe una formación musical completa por parte de Francesco Cavalli y fue el realce de esta academia, una de las escasas mujeres admitida en estos círculos intelectuales, cantante, compositora y quizá cortesana.

Edición discográfica de obras de Barbara Strozzi

Nicolo Fontei, poeta que más tarde es miembro de los Unisoni, dedica en 1635 una colección de canciones a la virtuosísima cantatrice. En contacto con los miembros de la academia Strozzi, aprende a la vez el arte prosódico y el del canto, y se impregna de la inmensa cultura literaria de estos diletantes.

Barbara publica en 1644 su primer “Libro de Madrigales”, de dos a cinco voces, dedicado a Vittoria della Rovere, gran duquesa de Toscana, con textos de Giulio Strozzi. En 1651 sigue un segundo volumen de “Cantate, arie et duette”, dedicado a Fernando II de Austria y Eleonora de Mantua con ocasión de sus bodas. El volumen 3, “Undici Cantate, ariete a una, due e tre voci”, se publica en 1652. El volumen 5 es una colección de música sacra, “Sacri musicali affetti” (1653), que contiene catorce composiciones para voz sola y continuo dedicadas a Ana de Austria. Sólo uno de estos conciertos sacros es de carácter litúrgico, la “Salve Regina”. Los volúmenes 6 (1657) y 7 (1659) son colecciones de cantatas y arias a voce sola. El octavo y último se titula sobriamente “Arie”. El volumen 4, mencionado por Fétis bajo el título “Cantate a voce sola”, se ha perdido y su existencia real no está probada. Otras composiciones suyas están integradas en antologías publicadas durante la segunda mitad del siglo XVII.

Esta intensa actividad como compositora hace de Barbara Strozzi la primera productora de cantatas de todo el siglo XVII. La influencia de su maestro Cavalli se percibe en sus madrigales, revelándose muy próxima al recitar cantando y tentada por la aventura del bel canto. Sorprendentemente libre e inventiva en el tratamiento formal de sus composiciones, pero siempre con maestría, su estilo es fuertemente dramático, bebiendo de la fuente de los textos. Su formación de cantante se transparenta en una intuición melódica de gran pureza y en la brillantez ornamental.

Luego de la muerte de su padre  (1652), es probable que haya tenido que sobrevivir gracias a su trabajo de composición musical. En este aspecto tuvo importantes mecenas, a quienes dedicó varias de sus obras, entre ellos Fernando II de Austria y Sofía, Duquesa de Brunswick y Lüneburg.

La gran mayoría de sus trabajos son obras para soprano solista y bajo continuo, por lo que es posible pensar que fueron escritas para ser interpretadas por ella misma. Su música está profundamente arraigada en la técnica denominada "seconda pratica", cuyo principal ejemplo es la obra de Claudio Monteverdi. Sin embargo, sus trabajos presentan mayor énfasis lírico, basados posiblemente en la extensión de su propia voz. Muchas de las letras de sus piezas fueron escritas por su padre Giulio. Strozzi escribió arias, cantatas dramáticas, madrigales y duetos.