Et tidligt mål bragte Inter på 1-0, men Luis Suarez sikrede Barcelona sejren med to flotte scoringer.
Inter havde onsdag aften kurs mod et stort resultat på Camp Nou i Champions League, men endte i stedet med en lang næse.
En hurtig scoring sendte ellers italienerne i front, men to fuldtræffere af Luis Suarez sikrede Barcelona en sejr på 2-1 og tre point i duellen i gruppe F.
Ligesom Borussia Dortmund har Barcelona nu fire point i gruppen, mens Inter og gruppens sidste hold, Slavia Prag, blot har et enkelt.
Set med Barcelona-briller var den store nyhed inden onsdagens opgør, at Lionel Messi igen var klar til at starte inde efter en kort periode med lårproblemer.
Omvendt manglede Inter den belgiske angrebsstjerne Romelu Lukaku, men det virkede ikke som det store problem for Milano-mandskabet, der viste tænder fra start.
Kampen var 1 minut og 59 sekunder gammel, da publikum på Camp Nou så gæsterne komme foran.
Et hurtigt taget frispark blev på få sekunder til en stor chance, som Lautaro Martinez udnyttede ved at tackle bolden i mål efter en duel med midtstopperen Clément Lenglet.
Barcelona forsøgte at ryste chokstarten af sig og tilspillede sig et par pæne muligheder, som Antoine Griezmann og senere Sergio Busquets dirigerede over mål.
Skulle der være scoret et mål mere i første halvleg, kunne det dog snildt være gået til gæsterne.
Først blev Nicolo Barellas forsøg blokeret af Barcelonas Nélson Semedo, og kort før pausen var det kun en feberredning af Marc-André ter Stegen, der forhindrede Martinez i at blive dobbelt målscorer.
Bagud 0-1 sværmede Barcelona om Inter-feltet fra anden halvlegs start, og efter 58 minutter gav det pote.
Der skulle dog en formidabel firsttimer fra Luis Suarez til at udligne Inters føring. Angriberen ramte en aflevering fra indskiftede Arturo Vidal helt perfekt og bragte Barcelona på 1-1. Uruguayanerens første scoring i denne sæsons Champions League.
Barcelona var nu farligst, og Griezmann fik en gylden mulighed for at score sit første Champions League-mål for Barcelona, men han skød i sidenettet.
I stedet blev det den offensive kollega Suarez, der kom i fokus igen. Suarez tog en aflevering fra Messi under kærlig behandling, og efter en god førsteberøring scorede han fladt til slutresultatet 2-1.
Et drømmemål satte gang i kampen mellem Valencia og Ajax i gruppe H, da hollænderne tog fra Spanien med en sejr på 3-0. Hakim Ziyech driblede ind i banen efter otte minutter og bankede den hele vejen over i modsatte hjørne til 1-0.
Daniel Wass var med fra start hos Valencia, og i det 34. minut mistede han sin markering af Quincy Promes. Det betød, at hollænderen nemt kunne trille Ajax på 2-0. Ajax fik også scoret i anden halvleg til slutresultatet 3-0.
Chelsea vandt 2-1 ude mod Lille, hvor brasilianske Willian blev matchvinder.
I gruppe H har Ajax nu seks point på førstepladsen, mens Chelsea og Valencia følger efter med tre. Lille har ingen point.