Autor głośnego horroru "Sierociniec" (2007), za który otrzymał w 2008 nagrodę Goya dla najlepszego debiutującego reżysera. Po sukcesie filmu, Bayona zaczął tworzyć wysokobudżetowe hollywoodzkie produkcje w języku angielskim. Nakręcił film katastroficzny "Niemożliwe" (2012) o przebiegu tsunami z 2004 r. oraz film fantasy "Siedem minut po północy" (2016). Za wszystkie trzy wymienione obrazy otrzymał nagrody Goya, najwyższe wyróżnienie hiszpańskiego przemysłu filmowego.