En association avec Jean-Pierre Grédy il a écrit une trentaine de comédies qui, pour beaucoup, sont devenues des classiques du théâtre de boulevard. Parmi celles-ci on peut citer Le Don d'Adèle, Fleur de cactus, Folle Amanda, Potiche...

À ses débuts, Barillet bénéficie des conseils de Jean Cocteau et de Christian Bérard et écrit en 1947 une première pièce noire, Les Amants de Noël. Il fera, par la suite, des adaptations de romans pour le radio avant de rencontrer Jean-Pierre Grédy, son acolyte des grands succès.

Pierre Barillet est aussi l'auteur d'essais sur le théâtre : Les Seigneurs du rire est un ouvrage de référence sur Robert de Flers et Gaston Arman de Caillavet, Quatre années sans relâche relate la vie théâtrale à Paris pendant l'Occupation allemande et A la ville comme à la scène est une chronique des années de théâtre pendant lesquelles ses propres pièces étaient jouées.

Il est aussi l'auteur de deux romans : Hollywood Solitude, un recueil de nouvelles, et Un génie, ce petit.

Il a enfin collaboré avec Robert Badinter et Elisabeth Badinter à l'adaptation télévisuelle de Condorcet.

Principales pièces de Barillet & Grédy

• 1948 : Le Don d'Adèle
• 1950 : Ami-ami
• 1952 : Le Bon Débarras
• 1952 : La Reine blanche
• 1955 : L'Or et la paille
• 1955 : La Plume
• 1958 : Les Choutes
• 1958 : Le Chinois
• 1960 : Le Grand Alfred
• 1963 : Fleur de cactus
• 1966 : Quarante carats
• 1966 : Quatre pièces sur un jardin
• 1971 : Folle Amanda
• 1972 : Une rose au petit déjeuner
• 1974 : Peau de vache
• 1980 : Potiche
• 1984 : Lily et Lily
• 1985 : Le Big Love
• 1990 : Magic palace
• 1990 : Lætita
• 1991 : L'Ombre de Stella
• 1994 : Le Peignoir rouge