[2]​ Fue ennoblecido por Luis II, Rey de Baviera, con el título hereditario de Caballero en 1885, que le dio el derecho de agregar la partícula nobiliaria "von" a su apellido, en reconocimiento a sus servicios a Alemania.

Trabajó en el laboratorio de August Kekulé, quien ejerció mayor influencia en su formación como especialista en química orgánica, alcanzando el doctorado en Berlín en 1858.

Fue becario en la Berlin Trade Academy en 1860 y profesor en Estrasburgo en 1870.

En 1872 experimentó con el fenol, estando a punto de descubrir lo que Leo Baekeland posteriormente llamó baquelita.

Pero Baeyer es conocido, sobre todo, por haber conseguido, en los primeros meses de 1880 y tras más de diecisiete años de investigación con colorantes, la síntesis del añil, también conocido como índigo, y haber determinado su estructura molecular en 1883; pero no fue hasta 1928 cuando se determinó que la estereoquímica del doble enlace era un isómero trans y no cis como proponía Baeyer, mediante el uso de la cristalografía de rayos X.