Lionel Baier est né le 13 décembre 1975 à Lausanne. Dès 1992, il programme et cogère le cinéma Rex à Aubonne. En 1999, il se lance dans la réalisation avec Mignon à croquer, un court métrage de fiction. Son premier documentaire, Celui au Pasteur, est diffusé par la Télévision suisse romande et le fait connaître. Il tourne ensuite La Parade, un documentaire sur la Lesbian and Gay Pride & Friends en 2001 en Valais.

Depuis 2002, il est chef du département cinéma de l'école cantonale d'art de Lausanne. En 2005, il obtient un Prix culturel vaudois et en 2014 le Grand Prix de la Fondation vaudoise pour la culture. Il s'est vu par ailleurs décerner le « Best European Director Prize », au NEFF 2005 de Vitoria-Gasteiz. Il a également collaboré avec la documentariste Jacqueline Veuve.

2000 : Celui au Pasteur (ma vision personnelle des choses)
2002 : Mon père, c'est un lion
2002 : La Parade (notre histoire)
2004 : Garçon stupide
2006 : Comme des voleurs (à l'est)
2009 : Un autre homme
2010 : Low Cost (Claude Jutra)
2013 : Les Grandes Ondes (à l'ouest)
2015 : La Vanité