Adolf Baeyer var sønn av geodeten Johann Jacob Baeyer. Han studerte matematikk og fysikk ved Universitetet i Berlin og flyttet deretter til Heidelberg for å studere kjemi hos Robert Bunsen. Han fikk sin doktorgrad i 1858. Baeyer ble lektor ved Berlin Handelsakademi i 1860 og fra 1871 var han professor ved Universitetet i Strasbourg. Fra 1875 overtok han som professor ved Universitetet i München.