Lionel Baier naît en 1975 à Lausanne dans une famille suisse d’origine polonaise. Dès 1992, il programme et cogère le Cinéma Rex à Aubonne. Entre 1995 et 1999 il fait des études à la Faculté des Lettres de l’Université de Lausanne.
En 2000 il réalise son premier film, Celui au pasteur (ma vision personnelle des choses) , un documentaire sur son père, pasteur en terre vaudoise.
La Parade (notre histoire) réalisé un an plus tard, suit la mise en place de la première parade homosexuelle dans le canton catholique du Valais. Ces deux films ont eu un bon succès dans les salles de cinéma helvétiques et dans de nombreux festivals de par le monde et ont contribué à faire connaître Lionel Baier du grand public.
Le cinéaste passe alors à la fiction en réalisant Garçon Stupide, puis Comme des voleurs (à l’est). Ces deux films ont bénéficié d’une large distribution internationale, en sortant sur les écrans de nombreux pays européens et aux Etats-Unis. Garçon Stupide et Comme des voleurs (à l’est) ont également escompté un très bon accueil critique et public dans de nombreux festivals. En 2006, Garçon Stupide était un des quatre films sélectionnés pour représenter le cinéma suisse au festival du film de Cannes dans la section « Tous les cinémas du monde ».
Son troisième long-métrage de fiction Un autre homme était en compétition au festival de Locarno 2008. Après sa sortie salles en Suisse début 2009, il a été distribué dans de nombreux pays européens.
En 2010, il est juré au Festival du film de Locarno et présente à cette occasion Low Cost, un film tourné au téléphone portable. Puis, Les Grandes Ondes, comédie consacrée au suivi de la Révolution des Oeillets par une équipe de journalistes suisses, sort en 2013.
Lionel Baier réalise alors un comédie sur le suicide assisté: La Vanité, projeté dans la sélection ACID du Festival de Cannes et nominé plusieurs fois aux prix du cinéma suisse. En 2017, il tourne Prénom: Mathieu, un téléfilm pour la série « Ondes de choc » présenté à la Berlinale. Plus tard, en 2022, sort La Dérive des Continents (au sud) qui est présenté en première mondiale lors de la quinzaine des réalisateurs du Festival de Cannes.
