Friedrich Bayer was de zoon van een zijdewerker en telg van een geslacht uit de textielindustrie in Wuppertal. Hij richtte samen met partners met dezelfde achtergrond een van de belangrijkste internationale chemische en farmaceutische concerns op.

Op 14-jarige leeftijd ging hij bij Wesenfeld & Co, handelaren in chemische stoffen, in de leer. Hij hield zich vooral met verfstoffen bezig, zette voor eigen rekening een klein distributiebedrijfje voor verfstoffen op en ging zich toeleggen op de handel in zowel synthetische als natuurlijke verfstoffen. In 1863 richtte hij in Wuppertal-Barmen samen met zijn partner Johann Friedrich Weskott (1821-1876) een fabriek op en nam drie arbeiders in dienst. In de loop van de tijd groeide het bedrijf; toen Bayer in 1881 overleed, werkten er 300 mensen.

In 1881 werd het bedrijf een maatschappij op aandelen en groeide in de daaropvolgende decennia snel, zowel in Duitsland zelf als in het buitenland. In 1913 was 80 procent van het inkomen van het bedrijf uit exportactiviteiten afkomstig. Een groot deel van het succes was te danken aan Carl Duisberg (1861-1935), zoon van een bandwevergezin uit Wuppertal. Duisberg had scheikunde gestudeerd aan de universiteiten van Göttingen en Jena en richtte voor Bayer in Wuppertal-Elberfeld een onderzoekslaboratorium op. Vanaf 1912 tot zijn dood was hij voorzitter van het bedrijf.

Bayer rekruteerde in 1894 Felix Hoffmann (1868-1946) die afkomstig was uit Ludwigsburg en in München scheikunde had gestudeerd. In 1897 vond hij een methode om acetylsalicylzuur synthetisch te produceren, een modificatie van een natuurlijke substantie uit wilgenschors. Deze natuurlijke substantie werd reeds lang in de volksgeneeskunde gebruikt en de Fransman Charles Frederic Gerhardt (1816-1856) had haar in 1853 als onstabiele vorm synthetisch geproduceerd. De grootschalige productie van het nieuwe pijnstillende en ontstekingsremmende middel werd snel op poten gezet en in 1899 kwam het middel onder de naam Aspirine op de markt en werd wereldwijd verkocht. Hoffmann ging in 1928 met pensioen en bracht de rest van zijn leven in Zwitserland door. Onder het nazi-regime werd zijn naam uit de documenten van Bayer verwijderd vanwege zijn joodse afkomst.

In 1891 kocht Bayer de alzirine-rood-fabriek van dr. Karl Leverkus (1804-1889) ten noorden van Keulen en grote stukken grond langs de oevers van de Rijn. Vanaf 1895 werd de fabriek grootschalig uitgebreid en in 1912 verhuisde het hoofdkantoor van het bedrijf Bayer van Wuppertal-Elberfeld naar de plaats die de naam Leverkusen had gekregen.