Formada no Quintajense e no Palmelense, Mafalda Barbóz passou depois pela formação do Benfica, onde integrou os escalões jovens até aos sub-19. Já no futebol sénior, representou Damaiense, Atlético Ouriense e Amora.
Em janeiro de 2023, a média teve a primeira experiência no estrangeiro, ao assinar pelas espanholas do Viajes Interrías. Meio ano depois regressou a Portugal para representar o Valadares Gaia, onde se afirmou como titular no meio-campo.
Seguiu-se nova aventura além-fronteiras. Em março de 2024, Mafalda Barbóz transferiu-se para o Malmö, somando 26 jogos oficiais e três golos pelo histórico clube sueco. Nessa temporada, ajudou a equipa a conquistar a Elitettan e a garantir a subida ao principal escalão do futebol feminino da Suécia.
Em janeiro de 2025, regressou a Portugal para reforçar o Racing Power, clube que representou até ao final da última temporada.
Osman Cankaya, responsável pelo futebol feminino do Nuremberga, destacou as características da portuguesa: "Com a Mafalda ganhamos mais qualidade e profundidade para o nosso meio-campo. É muito segura com bola, mesmo sob pressão, tem boa visão de jogo e um bom timing na reação à perda. Essas características encaixam muito bem na nossa forma intensa de jogar e vão ajudar-nos a manter um nível elevado durante os 90 minutos".
Também Mafalda Barbóz reagiu à nova etapa da carreira: "Estou muito feliz por fazer parte do clube, da cidade e da cultura de Nuremberga. Muito obrigada pela receção calorosa. Espero que possamos crescer juntos e alcançar grandes objetivos. Estou pronta para dar tudo pelo clube e pelos nossos objetivos comuns".