Época mexicana (1834‑1846)
Tras la secularización ordenada por el gobierno mexicano en 1834, los terrenos de la misión fueron divididos y adjudicados a particulares, lo que provocó la dispersión de los indígenas chumas que habían estado vinculados a la misión.
Los edificios comenzaron a deteriorarse por la falta de mantenimiento y el abandono.
Época estadounidense (1846‑presente)
Después de que Estados Unidos incorporara California tras la Guerra México‑Estados Unidos, la Iglesia católica recuperó gran parte de los antiguos dominios de la misión mediante demandas y compras.
En 1853 la Misión Santa Bárbara volvió a funcionar como parroquia y como convento franciscano, ya que se permitió el regreso de las órdenes religiosas a California.
Los trabajos de restauración iniciaron a finales del siglo XIX, y a lo largo del siglo XX se llevaron a cabo importantes reconstrucciones para devolver a la misión su aspecto original.
Hoy la Misión Santa Bárbara es un monumento histórico y una parroquia activa. Está abierta al público para visitas, recorridos y eventos, y forma parte de la Arquidiócesis de Los Ángeles, ofreciendo también exhibiciones de museo y programas educativos.
