Od 13 lutego 1926 roku zastąpił Jędrzeja Moraczewskiego na stanowisku ministra robót publicznych w rządzie Aleksandra Skrzyńskiego. Urząd ten pełnił do 20 kwietnia 1926. Jako minister od początku urzędowania zabiegał o zwiększenie funduszy na roboty publiczne, co miało zaowocować ograniczeniem bezrobocia. Podjęte przez niego starania przyniosły efekty w postaci zwiększenia potrzebnych środków, co zapisano 25 marca 1926 r. w prowizorium budżetowym, jednak tylko na kolejny miesiąc, które sejm uchwalił cztery dni później. Doprowadziło to do konfliktu, którego efektem było opuszczenie przez PPS koalicji rządowej. Barlicki podał się do dymisji, a nowego ministra nie powołano. Kierownikiem resortu został Mieczysław Rybczyński.
Zamach majowy skłonił Barlickiego przejścia do opozycji wobec piłsudczyków. W 1929 r. aktywnie zaangażował się w działalność Centrolewu, za co w nocy 9/10 września 1930 roku został aresztowany i osadzony w twierdzy w Brześciu. Zwolniono go za kaucją 2 grudnia 1930 roku. W wyborach parlamentarnych 1930 wybrany na posła z listy nr 7 w Warszawie. Został oskarżony w procesie brzeskim o przygotowanie zamachu na drodze przemocowego obalenia rządu. Następnie w 1932 r. skazano go na dwa i pół roku więzienia. Po uprawomocnieniu wyroku 5 października 1933 wygasł jego mandat poselski.