Su padre Emmanuel Baillon (1742-1802), abogado y corresponsal del Muséum national d'histoire naturelle, lo introduce en el mundo de la historia natural.
El mismo Baillon trabajará para el museo de 1798 a 1799 como ayudante.
Al no obtener un puesto como profesor, pasa a ser también corresponsal del museo.
Destacó en especial por sus esqueletos de Cetacea y como autor de una monografía sobre la fauna de Abbeville: Catalogue des mammifères, oiseaux, reptiles, poissons et mollusques testacés marins observés dans l'arrondissement d'Abbeville.
La abreviatura Baillon se emplea para indicar a Louis Antoine François Baillon como autoridad en la descripción y taxonomía en zoología.