Rayo Vallecano y Barcelona solo se han enfrentado en una ocasión en la Copa del Rey, en la temporada 1980/1981, cuando disputaron la eliminatoria de cuartos de final que se llevó el conjunto catalán con dos triunfos holgados.
En el partido de ida celebrado en Vallecas el 20 de mayo de 1981, el Barcelona, dirigido por Helenio Herrera, ganó 0-3 con un doblete de Juan José Estella y otro gol más del danés Allan Simonsen.
Con la eliminatoria prácticamente sentenciada, el Barcelona también ganó el partido de vuelta en el Camp Nou (3-1). El Rayo se adelantó en el marcador con un gol de Miguel Uceda de penalti al que posteriormente 'Tente' Sánchez, Alexanko y 'Lobo' Carrasco dieron la vuelta.
Aparte de ese enfrentamiento en Copa del Rey, el Barcelona, en Liga, también ha visitado Vallecas en dieciocho ocasiones en Primera. El balance de esos duelos es de nueve victorias para el equipo catalán, cinco empates y tres triunfos del conjunto madrileño.