Barbro Hiort af Ornäs är dotter till civilingenjör Erik Hiort af Ornäs och hans hustru Alma Ärnström i hennes andra gifte. Hiort af Ornäs var engagerad vid Dramaten 1945-1947. Därefter arbetade hon vid olika teatrar fram till 1970 då hon åter knöts till Dramaten. Hon filmdebuterade 1943 i Olof Molanders Kvinnor i fångenskap och kom att medverka i ett 60-tal TV- och filmroller.
För den bredare allmänheten känns Hiort af Ornäs igen från Sällskapsresanfilmerna som Stig-Helmer Olssons mor.
Hiort af Ornäs spelar den rollen i flertalet filmer om Stig-Helmer. I den senaste filmen som handlar om Stig-Helmers uppväxt spelas rollen av den yngre skådespelerskan Elisabet Carlsson.