1835年10月31日，拜尔生于柏林。拜尔的父亲是普鲁士总参谋部人员，母亲是一位宗教法官兼文学史家的女儿。1858年，拜尔获得博士学位后于186o年在柏林格威柏学院担任教职。1872年他被任命为斯特拉斯堡大学的化学教授，875年他继承李比希作慕尼黑大学的化学教授，并在那里度过余生。
1864年拜尔继续维勒、李比希和施利珀在尿酸方面的工作。说明了有关的一系列衍生物的特性，包括阿脲、仲班酸、海因和巴比土酸等。
1871年他将酚和邻苯二酸酐混合加热，发现了酞染料酚酞和荧光黄。在作这项工作的过程中，他发现了苯酚甲醛树脂，后来贝克兰在工业上大大发展了这种树脂。然而，拜尔最富有成效的研究工作是靛蓝，这项工作从1865年开始一直延续了20年。
第一步是把靛蓝还原成它的母体吲哚，拜尔是用它与锌粉混合加热的新方法来完成购。最早的合成方法是从苯乙酸开始的，步骤很多。以后用邻硝基肉桂酸和邻硝基丙炔酸，步骤就缩短了。
1883年拜尔发表了靛蓝的结构，这个结构除了双键的立体化学排列之外其余都是正确的，这个双键后来由调射线结晶学证实是反式排列(1928)。工业合成靛蓝最后是在1890年完成的。拜尔的工作还导致了许多新型染料的生产。
拜尔从靛蓝转向了聚乙炔。这个化合物的爆炸性质使他考虑到不饱和环状化合物中碳碳键的稳定性。他提出了拜尔张力学说：即化合物的键角离理想的四面体排列越远化合物越不稳定。拜尔的其它研究还包括四价氧化合物；以及芳香族化合物的还原，他观察到在还原时芳香性即失去；他还研究了萜烯化合物，包括在1888年首次合成萜烯。
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