Pirmās ziņas par Barkavas pagastu kā administratīvo teritoriju atrodamas kopš 1866. gada. 1873. gadā tas tika apvienots ar Murmastienes pagastu.[2] 1935. gadā Rēzeknes apriņķa Barkavas pagasta platība bija 277,2 km² un tajā dzīvoja 5235 iedzīvotāji.[3]
1945. gadā pagastā izveidoja Barkavas, Borbaļu, Čeržinieku, Murmastienes un Sumeniekuciema padomes, bet pagastu 1949. gadā likvidēja. Barkavas ciems ietilpis Viļānu apriņķī (1947-1949) un Varakļānu (1949-1956) un Madonas (pēc 1956. gada) rajonos. Barkavas ciemam 1951. gadā pievienoja likvidētā Čeržinieku ciema kolhoza «Arājs» teritoriju, 1954. gadā — likvidēto Sumenieku ciemu, 1977. gadā — daļu likvidētā Saikavas ciema.[5]
1990. gadā ciemu reorganizēja par pagastu. 2009. gadā Barkavas pagastu kā administratīvo teritoriju iekļāva Madonas novadā.