Barrios, de 30 años, retuvo su cinturón pese a verse dominado durante varios asaltos por Pacquiao, que regresaba al ring tras cuatro años de retiro.
Un juez concedió la victoria a Barrios por 115-113, mientras que las otras dos tarjetas la puntuaron 114-114.
El resultado provocó una discreta reacción del público del MGM Grand Garden Arena, que había aclamado a Pacquiao durante un combate cauteloso y reñido.
Por momentos, parecía que Pacquiao estaba a punto de escribir otro capítulo improbable en sus 30 años de carrera profesional, ya que utilizó toda su astucia y experiencia para frustrar a Barrios.
Pero Barrios se recuperó furiosamente en los tres asaltos finales -fue considerado ganador de esos asaltos en las tres tarjetas- para hacer lo suficiente para forzar un resultado que le permite conservar su título.
"Pensé que había ganado la pelea", declaró Pacquiao. "Fue una pelea muy reñida. Mi rival era muy duro. Pero fue un combate maravilloso.
"Intenté encontrar la forma de terminar la pelea, pero mi rival era muy duro. Lanzaba golpes en combinación y con defensa, así que fue difícil".
Barrios, por su parte, consideró que había hecho lo suficiente para merecer el empate.
"Pensé que lo había sacado adelante", dijo Barrios. "Pero sigo quitándome el sombrero ante Manny. Fue un honor compartir el ring con él, alguien con tanta experiencia que ha logrado tanto en este deporte. Lo dejamos todo en el ring, nada más que amor y respeto".
Barrios admitió que le habían asombrado las notables reservas de energía y resistencia de Pacquiao.
"Es una locura: su resistencia, todavía puede pegar y sigue siendo fuerte como el infierno. Su sincronización, su ritmo, todo. Sigue siendo un boxeador muy difícil de descifrar", afirmó.
Barrios dijo que se había dado cuenta de que tenía que aumentar su ritmo de trabajo para forzar el resultado en los últimos asaltos.
"Sabía que tenía que acelerar para intentar consolidar una victoria", declaró Barrios.
"Le estaba presionando mucho, intentando que se sintiera viejo. Pero tiene buenas piernas, le queda mucho en el tanque y mucha pelea".
Pacquiao, por su parte, dijo que esperaba seguir peleando y que estaría abierto a una revancha con Barrios.
"Por supuesto, por supuesto", respondió cuando se le preguntó si quería continuar su carrera y enfrentarse de nuevo a Barrios.
"Ese es el único legado que puedo dejar: servir de inspiración al pueblo filipino y estar orgulloso estés donde estés".
Barrios, por su parte, añadió que estaba abierto a enfrentarse de nuevo a Pacquiao.
"Me encantaría volver a hacerlo", dijo durante una entrevista en el ring.
Pacquiao, cuya última victoria se produjo en 2019,había sido considerado como un gran perdedor frente a su oponente de Texas, más alto y de mayor alcance.
Pero el campeón filipino de ocho divisiones, uno de los púgiles más queridos de la época, apenas dio muestras de inquietud durante largos periodos.
Peleando a ráfagas y lanzando combinaciones nítidas en todo momento, Pacquiao se mostró siempre más activo durante los primeros y los asaltos intermedios.
Barrios, por el contrario, se mostró tímido, reacio a arriesgarse en los primeros compases contra el experimentado filipino.
Sin embargo, a pesar de todo el arte de Pacquiao, fue incapaz de dañar seriamente a Barrios, que se reagrupó de forma impresionante en los últimos asaltos para conectar varios jabs y hacer lo suficiente para forzar el empate.