Joe Ledley sørget for at waliserne sikret seg finalebillett med 1-0-seier på Wembley.
Barnsley har vært en stor overraskelse i årets FA-cup, men Simon Daveys gutter måtte søndag se seg slått av divisjonskollega Cardiff.
I finalen 17. mai skal Cardiff ut mot Portsmouth.
Fulle av selvtillit
En volley fra Ledley etter bare ni minutters spill var nok til å sende waliserne til deres første finale siden 1927 da de slo Arsenal 1-0 etter mål fra Hughie Ferguson. Cardiff er det eneste ikke-engelske laget som har vunnet FA-cupen.
- Dette er storartet for Cardiff Football Club. Vi går til finalen fulle selvtillit, sa Ledley.
Barnsley var ikke ufarlige på Wembley-gresset, men klarte ikke å komme tilbake. Mesterne fra 1912 må innse at årets cupeventyr er over.
I 1924 endte Cardiff på annenplass i den engelske toppserien, kun slått av Huddersfield.
- Jeg har spilt finale for Chelsea (2002), men dette er helt utrolig. Vi spiller i mesterskapsserien, men forhåpentligvis kan vi gi Portsmouth kamp om trofeet, sa Cardiffs 36-årige spissveteran Jimmy Floyd Hasselbaink.
Barnsley-manager Davey ga sine spillere ros for innsatsen, men sa etter nederlaget at alt handlet om å sikre ny kontrakt på nest øverste liganivå.
- Vi hadde 80 minutter på å reise oss, men klarte ikke å komme tilbake. Nå må vi sikre fortsatt spill i mesterskapsserien, sa Davey.