Doctor per la Sorbona de París, on fou professor adjunt; catedràtic d’història de l’art i arqueologia a la Universitat de Rennes II, i catedràtic convidat de nombroses universitats europees i americanes i, fins al 2020, de la Universitat Ca’Foscari de Venècia.

Ha estat director de la Missió Històrica Francesa a Alemanya i del Museu Nacional d’Art de Catalunya. Pertany a les reials acadèmies de la història i de belles arts de San Fernando de Madrid, de Bones Lletres de Barcelona, a l’Institut d’Estudis Avançats de Princeton i, entre altres, a les acadèmies de les ciències d’Hongria, a Budapest, i de Croàcia, a Zagreb.

Ha dirigit obres col·lectives com Historia del arte de España (Barcelona-Madrid, Lunwerg, 1996), Art de Catalunya = Ars Cataloniae (16 volums, Barcelona, L’Isard, 1977-2003), Guia del patrimoni monumental i artístic de Catalunya (Barcelona, Pòrtic, 2000), Le paysage monumental de la France autour de l’an Mil (París, Picard, 1987) i The Art of Medieval Hungary (Roma, Viella, 2018). Ha organitzat grans congressos internacionals com Artistes, artisans et production artistique au Moyen Âge (1983, 3 volums, París, Picard, 1986-1990), La sigil·lografia medieval a Catalunya i als territoris de la Corona catalano-aragonesa (Barcelona, IEC, 2022) o Rome au Xe siècle (Roma, 2023).

La seva bibliografia es troba recollida a Le plaisir de l’art du Moyen Age. Commande, production et réception de l’œuvre d’art. Mélanges en hommage à Xavier Barral i Altet (París, Picard, 2012) i Repenser l’art médiéval en 2023. Recueil d’études offertes à Xavier Barral i Altet (Universitat de Zagreb, IRCLAMA, 2023).