Lionel Baier nació en Lausanne (Suiza) en una familia de descendencia polaca. Estudió Humanidades en la Universidad de Lausanne. Trabajó como ayudante de dirección de varios directores suizos entre los que destacan Jacqueline Veuve, Richard Dindo, Yves Yersin, Jean-Stéphane Bron e Yvan Butler.
Es jefe del Departamento de cine de la Escuela de Arte de Lausana, donde además da clases. Entre sus funciones destacamos la de programar y cogestionar una sala de cine suiza, el Cine Rex, en Aubonne. También ha sido colaborador regular durante varios años de la emisora Radio Suisse Romande y del periódico 24 Horas, el más importante del país.
En 2005 recibió el premio cultural "Jóvenes Creadores", premio en apoyo a la creación y promoción artística de la Fundación Cultural Regional de Suiza. Ese mismo año también recibió el premio al Mejor Director Europeo en el Festival de Cine Europeo de Sevilla.
En 2006, su primera película Garçon Stupide fue seleccionada entre otras tres películas suizas para representar a su país en el Festival de Cine de Cannes en la sección "Tout les Cinemas du Monde".