В період з 1881 по 1913 рік «Байєр» розвинувся у хімічну компанію, що здійснювала операції на міжнародному рівні. Основним предметом діяльності компанії залишались барвники, однак поступово почали залучатись і нові напрямки. Надзвичайно важливим для подальшого розвитку «Байєр» стало створення Карлом Дуйсбергом (1861–1935) міцного науково-дослідницького виробництва. У Вупперталь-Ельберфельді, де у 1878-1912 роках знаходилась штаб-квартира компанії, було збудовано науково-дослідницьку лабораторію, яка встановила нові стандарти промислових досліджень. В результаті науково-дослідницької роботи компанії «Байєр» з’явились численні проміжні продукти, барвники і лікарські препарати, серед яких – «ліки століття» Аспірин (Aspirin), що був винайдений Феліксом Гоффманом і випущений на ринок 1899 року.

У 1881 році було створено фінансові засади для розвитку компанії, коли «Байєр» перетворився на акціонерне товариство під назвою «Фарбенфабрікен Фрідріх Байєр і Ко.» («Farbenfabriken vorm. Friedr. Bayer & Co.»). Створення всесвітньої мережі збуту стало вирішальним фактором у забезпеченні постійного розвитку компанії. Вже в перші роки свого існування компанія «Байєр» постачала барвні речовини в різні країни. У 1913 році більше 80% прибутку компанії надходило від експорту продукції. Сьогодні «Байєр» представлений майже в усіх країнах світу.

У 1865 році компанія придбала частку у першій своїй фабриці з виробництва барвників із продуктів переробки кам’яновугільної смоли в Олбані (Нью-Йорк). Впродовж наступних десятиліть було створено кілька закордонних філій задля зміцнення і розширення позицій компанії на важливих ринках. До початку Першої світової війни дочірні компанії «Байєр» працювали в Росії, Франції, Бельгії, Сполученому Королівстві і США. Станом на 1913 рік штат «Байєр» налічував 10 000 працівників, з яких близько 1 000 працювали поза межами Німеччини.

З часом компанія продовжувала рости, і офіс у Ельберфельді став для неї замалим. Тоді «Байєр» у 1981 році купив фабрику з виробництва червоного алізарину д-ра Карла Леверкуза (Dr. Carl Leverkus & Sons) на північ від Кельна, а згодом придбав додаткову земельну ділянку біля Рейну. Починаючи з 1895 року, компанія постійно розширювала площу відповідно до планів, складених Карлом Дуйсбергом, який обіймав посаду Голови Ради директорів компанії у 1912-1925 роках. У 1912 році Леверкузен став штаб-квартирою компанії.