Szülővárosának csapatában a Real Valladolidnál nevelkedett, majd innen a tartalék csapatba került.[1] 1993. szeptember 18-án mutatkozott be a felnőttek között rögtön góllal a Sevilla elleni bajnoki mérkőzésen.[1] 1996-ban szerződtette az Atlético Madrid, de először csak a tartalékok között számítottak rá.[2]1998–1999-es szezonra felkerült az első keretbe és több alkalommal pályára is léphetett.[3] Az 1999–2000-es idény végén csapata kiesett az élvonalból.[1]
2000-ben a Valencia csapata szerződtette 12,5 millió dolláros, klubrekordot jelentő átigazolási összegért, amit Javier Farinós és Gerard López eladási összegéből fedeztek.[4] Első szezonjában rögtön alapembere lett csapatának és a szezon végén a Bajnokok Ligája döntőjében is pályára lépett a német Bayern München ellen, de azt elvesztették.[5] A 2001–2002-es szezonban megnyerték a bajnokságot és ez volt az ő első profi serlege.[6] 17 bajnoki mérkőzésen lépett pályára és ezeken a találkozókon 7 gólt szerzett, ezzel a Valencia legeredményesebb játékosának bizonyult.[7] A 2004-ben ismét bajnoki címet ünnepelhetett klubjával, valamint a francia Olympique de Marseille ellen megnyerték az UEFA-kupát is.[8]
A 2006–2007-es szezontól fogva többször is megsérült, majd 2010 májusában bejelentette, hogy az idény végén lejáró szerződése után visszavonul.[9] Május 16-án lépett utoljára pályára a Tenerife elleni bajnoki mérkőzésen, ahol a 89. percben cserélték le és hatalmas tapsviharral fejezték ki tiszteletüket Baraja felé.[10]
2011 júniusában visszatért az Atlético Madridhoz, ahol az újonnan kinevezett Gregorio Manzano edzői stábjában kapott helyett.[16] 2013 és 2015 között a Valenciaifjúsági csapatainál volt edző, valamint egy alkalommal a B csapat kispadján is irányított.[17] 2015. július 12-én a spanyol másodosztályban szereplő Elche edzője lett, ez volt az első vezetőedzői munkája.[18][19] 2016. június 6-án lemondott posztjáról, miután nem értett egyet a vezetőség új feltételeivel.[20] 2016. november 8-án a Rayo Vallecano kispadjára nevezték ki.[21] 13 mérkőzést követően mindössze 3 győzelmet szereztek ezért a következő év február 20-án menesztették, a kieső helytől egy ponttal voltak ekkor.[22] December 12-én a Sporting Gijón edzője lett.[23] A Barcelona B elleni bajnoki mérkőzt követően 4 mérkőzéses eltiltást kapott, valamint 3005 eurós pénzbírságot, mert a találkozó 80. percében előbb a kigurult labdáért siető Sergi Palencia után nyúlt, majd pedig lábbal kibuktatta.[24] 2018. november 18-án elbocsájtották, miután a Real Oviedo ellen elvesztették az asztúriai derbit.[25] 2019 decemberében a Tenerife vezetőedzője lett és sikerült elkerülniük a kiesést, de 2020. július 20-án mégis távozott.[26][27] Augusztus 20-án a Real Zaragoza trénere lett, miután ő váltotta Víctor Fernándezt a kispadon.[28] November 9-én kirúgták rossz teljesítmény miatt, a klub ekkor a 18. helyen volt a bajnokságban.[29] 2023. február 14-én visszatért korábbi klubjához, a Valencia csapatához, de mint vezetőedző.[30] Hat nappal később a Getafe ellen 1–0-ra elvesztett bajnoki találkozón mutatkozott be a kispadon.[31] A 18. helyen volt a klub a bajnokságban, amikor átvette a csapatot, majd a szezont a 16. helyen fejezték be.[32] Június 15-én 2025. június 30-ig hosszabbított a klubbal,[33] azonban a csapat gyenge teljesítménye miatt 2024. december 23-án menesztették.[34]
↑Ros, Cayetano. „La sensación se llama Baraja”, El País , 2002. április 29. (Hozzáférés: 2018. szeptember 14.) (spanyol nyelvű)
↑10 ídolos del valencianismo (spanyol nyelven). Valencia Culture, 2015. július 29. [2021. február 2-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2018. szeptember 14.)