В 1925—1926 гг. Барщ работал помощником у Б. М. Иофана в Стройдомбюро, участвуя в проектировании и строительстве жилых домов и поселков. После окончания института он работал помощником архитектора Б. М. Великовского на постройке Дома Госторга (ул. Кирова, 47), а затем самостоятельно выполнил ряд конкурсных проектов.

В 1927 г. был объявлен конкурс на проект планетария. Всеобщее признание получил проект архитекторов М. О. Барща и М. И. Синявского. По этому проекту и был построен в 1928 г. первый в России планетарий на Садовой-Кудринской улице возле площади Восстания. Он трактовался как «научный театр» для широких народных масс, где проводятся демонстрации звездного неба, лекции по астрономии и научному атеизму, ведется широкая научная и культурная работа.

Основным элементом композиции планетария является демонстрационный круглый зал на 1,5 тыс. мест, перекрытый сферическим куполом. Это первый в СССР тонкостенный купол пролетом 28 м, имеющий в верхней части толщину всего 8 см. Для того времени это было смелое конструктивное решение. Полотняный подшивной экран, укрепленный на внутренней металлической сетке, образует второй купол под наружной железобетонной оболочкой здания. В зале хорошая видимость и акустика. Зал мог трансформироваться, и часть его пространства превращалась в сцену. Лестницы вынесены в отдельный объем, благодаря чему входящие и выходящие зрители не смешиваются в одном потоке, что обеспечивает хорошее функционирование зала. Хотя у здания планетария сравнительно небольшие абсолютные размеры, оно выглядит монументальным. Впоследствии этими же авторами осуществлялась реконструкция планетария.

Индивидуальный почерк и мастерство архитектора Барща оттачивались в многочисленных творческих соревнованиях-конкурсах; им выполнен ряд проектов, многие из которых премированы: проект Дома промышленности в Свердловске (1927—1928 гг., совместно с архитекторами А. К. Буровым и М. И. Синявским), типовые проекты жилья (1929 г., совместно с архитекторами М. Я. Гинзбургом, В. Н. Владимировым, А. Л. Пастернаком), проект застройки жилого квартала «Красный луч» в Харькове (1929 г.).

С 1928 по 1931 г. М. О. Барщ работал в Стройкоме РСФСР, Госплане РСФСР, а затем в Гипрогоре. Он занимался научной разработкой типов современного жилища и планировки жилых районов совместно с М. Я. Гинзбургом. Результаты этой работы опубликованы в ряде заграничных и советских изданий.

М. О. Барщ и В. Н. Владимиров создали в Стройкоме РСФСР известный проект-манифест на тему «Дом-коммуна», представив его в виде графического эксперимента. Основная идея проекта дома-коммуны заключается в четком функциональном выделении в комплексе дома трех различных корпусов: для взрослых, детей дошкольного возраста и детей школьного возраста.

К конкурсным проектам периода 1926—1930 гг. относятся также проект Дома каторги и ссылки (совместно с архитекторами В. Н. Владимировым и Г. А. Зундблатом), проект общежития аспирантов «РАНИОН» (первая премия), районная планировка Уфы (в коллективе авторов).

В 1930-е гг. М. О. Барщ много работал совместно с архитектором Г. А. Зундблатом. Ими спроектированы жилые дома для Москвы (Арбат, 45, дом для сотрудников ВЦСПС, типовой проект жилого дома, выполненный для Горстройпроекта), застройка квартала по Большой Грузинской улице, крематорий, оформление площади и павильона «Механизация» на ВСХВ, а также для других городов: Дом Правительства Мордовской АССР в г. Саранске, клуб в Нижнем Тагиле, жилые дома для Саратова и др. По проектам этих авторов построены несколько типовых школ в Москве: на Кропоткинской улице, 12, в Малом Златоустинском (ныне М. Комсомольский, 7) переулке, в Сыромятниках (М. Полуярославский пер., 3/5), жилые дома в 1-м Самотечном переулке в Москве и в Новосибирске.

Вместе с Г. А. Зундблатом Михаил Осипович в конце 1930-х гг. работал над проектами типовых дач и общественных сооружений для Москвы (издательский комбинат Академии наук СССР, кинотеатр на Семеновской площади, Институт литературы, Институт почв Академии наук СССР). Они создали проект реконструкции дворца в Царицыне и др.

Особенно плодотворными были предвоенные годы, когда по проекту Барща построено несколько сооружений комплекса для Центрального научно-исследовательского института промышленного строительства в Вешняках (лабораторный корпус, корпус мастерских и котельная, 1939 г.); он участвовал в конкурсе на проект 2-го Дома СНК в Зарядье, спроектировал гостиницу для Московской кольцевой автомагистрали и автодром под Москвой, выполнил проект реконструкции здания Московской консерватории.

Барщ участвовал в строительстве экспериментального жилого дома-коммуны на Гоголевском бульваре, 8, в Москве (архитекторы М. О. Барщ, В. Н. Владимиров, И. Ф. Милинис, А. Л. Пастернак, инженер С. Орловский, 1932—1933 гг.). Дом состоит из трех корпусов: для одиноких, семейных и одноэтажного корпуса со столовой и клубом. В доме жилые секции с помещениями в двух уровнях. Новым явилось применение фибролита для стен, ксилолитовых полов, ленточных раздвижных окон, плоской кровли-солярия. Впоследствии этот дом был значительно перестроен.

К экспериментальным относится проект «Социалистическое расселение Магнитогорска» (архитекторы М. О. Барщ, В. Н. Владимиров, М. А. Охитович, Н. Б. Соколов, 1930 г.). В нем содержится идея «линейного города» — размещение жилого строительства вдоль магистрали, соединяющей жилые образования с промышленными и общим культурным центром; проект стал одним из самых известных градостроительных предложений XX в.

В мастерской-школе И. В. Жолтовского Барщ работал с момент ее организации, т. е. с 1934 г. Влияние И. В. Жолтовского на его учеников было очень велико. М. О. Барщ, как и многие другие ученики И. В. Жолтовского, в своей работе успешно доказал жизненность основных принципов и методов И. В. Жолтовского.

Архитектор Барщ сделал вклад в дело индустриализации страны, совместно с архитектором А. М. Зальцманом разработав альбом по элементам столярки для жилых домов.

Во время Великой Отечественной войны в конце 1941 г. Барщ эвакуировался с Московским архитектурным институтом в Ташкент, где наряду с преподаванием занимался научной работой и продолжал проектировать. Результатом явились разработанные им проекты мувея-памятника «Жертвам фашистского террора» и типов малоэтажных жилых домов для восстановительного строительства.

В 1942 г. он работал над проектом реконструкции полиграфкомбината в Ташкенте, сделал эскизы оформления головных сооружений Северного ташкентского канала и эскизы почетных досок для него.

В 1944 г. М. Барщ возвратился с коллективом института в Москву и продолжал совмещать творческую работу с педагогической. Он работал в мастерской Теапроект под руководством И. В. Жолтовского и создал проекты театра для города Ржева и курзала в Симеизе, в образах которых отчетливо видно свойственное тому времени увлечение классикой.

Конкурсный проект Дома Советов в Сталинграде был разработан в 1947 г. под непосредственным руководством Жолтовского. В его же мастерской Михаил Осипович создал «Альбом типовых квартир для малоэтажных блокированных домов».

В 1949 г. Барщ поехал в Минск, где в коллективе архитекторов работал над восстановлением разрушенного войной города. Он спроектировал и построил вход на стадион «Динамо» в виде трех арок, опирающихся на коринфский ордер (1951 г.), создал проект планировки и застройки Круглой площади (ныне пл. Победы) и построил на ней восемь жилых домов, затем жилые дома на проспекте Ленина (1953 и 1954 гг.) и жилой дом ЦК КП Белоруссии на улице Янки Купалы (1955 г.).

За создание объектов, связанных с реконструкцией столицы Белоруссии, М. О. Барщу присуждена Государственная премия БССР за 1968 г. В 1950-е гг. Михаил Осипович возвращается в Москву.

В 1950 г. в Гипрогоре Михаил Осипович был назначен руководителем мастерской, в которой совместно с архитекторами В. Л. Пашковским и 3. В. Нетуниной разработал и воплотил в жизнь первую серию типовых проектов массовой застройки двух-трехэтажных жилых домов для средних городов и поселков РСФСР.