Des luthériens de Silésie, fuyant les contraintes religieuses, s'installèrent dans la vallée à partir de 1842, fondèrent Bethany et plantèrent presque aussitôt ; leurs noms, leurs églises et leurs boulangeries marquent encore les villages. Le phylloxéra n'a jamais atteint l'Australie-Méridionale : la Barossa conserve donc ce qui est peut-être le plus vieux vignoble de shiraz et de grenache en production continue au monde — la parcelle de Turkey Flat porte du fruit depuis 1847.
Pendant un siècle, la vallée alimenta le commerce des vins mutés ; puis le Grange de Max Schubert, créé en 1951, montra ce que ses vieilles syrahs pouvaient donner en vin de table, et la Barossa devint la région rouge emblématique de l'Australie. L'Old Vine Charter de 2009 recense et protège désormais ses plantations anciennes, tandis que l'Eden Valley, haute et fraîche à l'est, répond avec certains des plus beaux rieslings du pays.