Op 16-jarige leeftijd begon ze model te worden. Na de middelbare school ging ze naar UCLA en op haar 18e kreeg ze een baan bij Playboy om in hun entertainmentshow Playboy After Dark te verschijnen. Aanvankelijk begon ze als figurant in de show, maar toen presentator Hugh Hefner verliefd werd op Benton, werd haar rol al snel uitgebreid tot co-host. Na twee afleveringen te hebben opgenomen, vroeg Hefner de jonge studente voor een afspraakje. Toen ze werd gevraagd, zei ze naar verluidt tegen de toen 42-jarige Hefner: “Ik weet het niet, ik ben nog nooit met iemand ouder dan 24 uitgeweest.” Waarop Hefner antwoordde: “Dat is niet erg, ik ook niet.” De twee begonnen een relatie die jaren duurde en Benton in het middelpunt van de Playboy-onderneming plaatste. Hefner overtuigde haar om haar naam te veranderen van Barbara Klein in de meer “verkoopbare” Barbi Benton. Ze zou Hugh Hefner hebben overgehaald om in 1974 de Playboy Mansion in Holmby Hills te kopen.
Benton (aanvankelijk bekend als Barbi Klein) verscheen vier keer op de cover van Playboy: Juli 1969, maart 1970, mei 1972, en december 1985 en in extra naaktfoto lay-outs in de uitgaven van december 1973 en januari 1975. Hoewel ze te zien was in een aantal foto-essays, was ze nooit een Playmate van de Maand. Ze kreeg een plaats in Hee Haw voor korte komische sketches, en genoot daarna van een carrière als country zangeres. Ze begon ook te acteren, en verscheen in de West-Duitse komediefilm The Naughty Cheerleader (1970), voordat ze verscheen als vaste figurant in een aantal populaire televisieseries, waaronder The Bobby Vinton Show in 1976, The Love Boat en Fantasy Island. Benton woonde van 1969 tot 1976 bij Hefner en is bekend van het ontdekken van de Playboy Mansion West, waar Hefner tot zijn dood in 2017 verbleef. Jaren later, toen de televisieserie The Girls Next Door haar bezocht in Aspen, Colorado, uitte ze haar dankbaarheid dat de twee vrienden waren gebleven.
Benton verliet Hee Haw na vier seizoenen om zich te concentreren op een meer Hollywood-georiënteerde carrière. Ze speelde ook in de kortstondige ABC-TV comedy serie Sugar Time! uit 1977, over een vrouwelijke aspirant-rockgroep en in films waaronder de slasher Hospital Massacre (1982).
Benton bereikte enig succes als platenartieste. Haar plaat “Brass Buckles” (1975) was een top-vijf hit in Billboard’s country singles chart. Benton heeft acht albums opgenomen, waarvan zij de laatste in 1979 zelf produceerde. Ze componeerde ook de songs, zong ze en speelde piano. Een van haar bekendere songs was “Ain’t That Just the Way” (1976). Het was 5 weken lang een nummer 1 hit in Zweden, was ook een grote hit voor Lutricia McNeal in 1996, en werd in 1977 opgenomen door de Nederlandse zangeres Patricia Paay onder de titel Poor Jeremy.