Fünf Minuten vor dem Ende hatten die Berliner gegen das Team um den früheren Kieler Rückraum-Star Filip Jicha noch 21:24 zurückgelegen.
Matchwinner für die Füchse war wie schon im Viertelfinale Petar Nenadic (acht Tore). Für Barcelona traf Kiril Lazarov gar elfmal.
Das Team des neuen Trainers Erlingur Richardsson trifft im Endspiel am Donnerstag auf den Sieger des zweiten Halbfinals zwischen dem ungarischen Vorzeigeklub KC Veszprem und Außenseiter Sydney University aus Australien.
Die Berliner hatten für das hochkarätig besetzte Turnier als EHF-Cup-Sieger eine Wildcard vom Weltverband IHF erhalten und sind als einziger deutscher Vertreter in Katar dabei.
THW Kiel einziger deutscher Sieger
Qualifiziert sind die amtierenden Pokalsieger der IHF-Kontinentalverbände und das Team des gastgebenden Klubs, zudem nimmt aus Europa der Zweite der Champions League teil.
Der Super Globe steigt seit 2010 jedes Jahr in Doha. In den vergangenen zwei Jahren hat der FC Barcelona das finanziell lukrative, sportlich allerdings zweitrangige Turnier gewonnen. Einziger deutscher Sieger war der THW Kiel 2011.