Bayley, som hade erkänt sig skyldig, dömdes till livstids fängelse med en minimistrafftid på 35 år.
Ms Meagher, ursprungligen från County Louth, attackerades i Melbourne i september förra året när hon gick hem.
Domaren beskrev Bayley som en "recidivist sexförbrytare". Bayley var villkorligt frigiven för tidigare våldtäktsdomar när han attackerade ms Meagher.
Fallet har lett till kritik mot frigivningssystemet i delstaten Victoria i Australien.
Vid ett tidigare förhör fick domstolen veta att Bayley tidigare hade haft våldsamma sexattacker.
Domare Geoffrey Nettle sa att Bayleys våldtäkt av Ms Meagher var "savage och förnedrande".
"Detta är en recididvist, våldsam sexförbrytare som avsåg att döda och detta dödande är bland de värsta i sitt slag", sade han.
Han sade dock att Bayleys skuldsanering måste beaktas i domen.
"Så illa som dina brott är, kommer du att ha möjlighet i fängelse att sträva efter rehabilitering och jag föreslår att sätta en icke-parole period som ett incitament för dig att försöka."
I ett uttalande sade Meaghers familj: "Detta avskyvärda brott mot Gillian har inträffat och det har tagit nio månader att bli löst och få rättvisa."
"Polisen och åklagarna har sett till att rättvisa har skipats och vi som familj vill tacka dem för detta."
Ms Meaghers man Tom sa i ett uttalande förra veckan att hans liv aldrig skulle bli normalt igen.
"Jag saknar hennes insikt, roligt och kvickhet, hennes enorma leende och smittsamma personlighet," sade han.
Ms Meagher, som ursprungligen var från Drogheda, flyttade 2009 till Australien från Irland med sin man.
Hon jobbade för ABC Radio men försvann under en utekväll med kollegor.
Hennes kropp upptäcktes sex dagar senare begravd i utkanten av staden.
Nyheten om hennes död fick tusentals att delta i ett möte mot våld mot kvinnor.
Australiska Adrian Bayley har fängslats för våldtäkt och mord på den irländska kvinnan Jill Meagher.