W 2010 roku stoczył dwie wygrane walki poza granicami USA. We wrześniu tego samego roku ogłoszono, że podpisał kontrakt z drugą po UFC najważniejszą amerykańską organizacją − Strikeforce. W 2011 roku wystartował w 8-osobowym turnieju Strikeforce World Grand Prix skupiającym najlepszych zawodników tej organizacji w wadze ciężkiej. W czerwcu, w jednym z ćwierćfinałów pokonał Bretta Rogersa (poddanie w 2. rundzie), natomiast we wrześniowym półfinale wyeliminował Siergieja Charitonowa (poddanie w 1. rundzie). W walce finałowej, która odbyła się 20 maja 2012 roku, zmierzył się z Danielem Cormierem. Przegrał z nim przez jednogłośną decyzję, doznając pierwszej porażki od niemal 6 lat. Na początku 2013 roku po burzliwych zawirowaniach dotyczących jego powrotu do UFC ostatecznie podpisał kontrakt z największą organizacją MMA na świecie, a po prawie 11 latach (31 sierpnia) ponownie stoczył walkę w oktagonie przeciwko Frankowi Mirowi. Barnett zwyciężył przed czasem posyłając Mira na deski uderzeniem kolanem w klinczu w 1. rundzie.