Koeman nimitettiin 19. elokuuta 2020 Barcelonan uudeksi manageriksi, ja hänen sopimuksensa on kaksi vuotta 30. kesäkuuta 2022. Hän otti johdon, kun Quique Setién oli erotettu virastaan Bayern Münchenin kohtalokkaasta 8-2 tappiosta 2019-20 UEFA: n mestaruusliigan neljännesvaiheessa. Hänen ensimmäisessä kilpailuottelussa Barcelona voitti Villarrealin 4 - 0 Camp Nouissa La Ligassa
- Mitä? Lokakuun 17. päivänä Koeman kärsi ensimmäisen tappionsa Barcelonan valmentajana Getafeä vastaan 1:0:n häviön jälkeen. 24. lokakuuta hän hävisi kauden ensimmäisen "El Clásico" -ottelun Real Madridiin 3<unk>1 pisteellä. Sen jälkeen voiton jälkeen pelaajien tasapeli oli 1-1 Alavesia vastaan, mikä johti Barcelonan tasapainottamiseen heidän huonoimman joukkueensa kanssa kuuden ensimmäisen La Liga -ottelun jälkeen (8 pistettä, yhtä vähän kuin kaudella 2002-03).