Клуб основан в 1904 году. Победитель Кубка УЕФА 1988 г., победитель Кубка Германии 1993 г.
Если «Штутгарт» тесно связан с концерном «Мерседес-Бенц», то «Байер» изначально создавался как спортивный клуб знаменитого концерна «Байер АГ», чьи химические заводы находятся в небольшом городке Леверкузен неподалеку от Кёльна. Немалую часть их продукции составляют лекарства, и поэтому футболистов клуба давно уже прозвали «аптекарями» или «фармацевтами».
Долгие десятилетия руководители концерна не требовали от них высоких достижений. Даже после образования Бундеслиги и начала общенациональных чемпионатов Германии «Байер» продолжал играть в низших лигах. Лишь после сезона 1978–1979 годов клуб из Леверкузена завоевал право выступать в Бундеслиге, но в первые годы особых успехов не добивался. Наконец, весной 1988 года грянула сенсация: скромный клуб из маленького города завоевал европейских трофей — Кубок УЕФА.
В борьбу за него «Байер» вступил вместе с несколькими другими немецкими клубами — двумя «Боруссиями» из Мёнхенгладбаха и Дортмунда, «Вердером», да еще «Динамо» из Дрездена, которое, впрочем, тогда еще представляло другую страну — ГДР. Но динамовцы выбыли уже на первой стадии, уступив московскому «Спартаку». Неудача сразу постигла и «Боруссию» из Мёнхенгладбаха, проигравшую «Эспаньолу» из Барселоны, которому и предстояло стать одним из финалистов.
На следующем этапе выбыла и дортмундская «Боруссия», а «Байер» и «Вердер» турнирная судьба свела в полуфинале. Как раз в том 1988 году «Вердер» стал чемпионом Германии, но в Кубке УЕФА победил скромный новичок — 1:0 и 0:0. Теперь впереди был финал из двух матчей. В первом из них «Байер» потерпел от «Эспаньола» на чужом поле разгромное поражение — 0:3. Казалось, судьба Кубка уже решена, но в Леверкузене теперь уже «Байер» выиграл с таким же счетом, причем третий гол был забит за 9 минут до конца второго тайма. В дополнительное время счет не изменился, а в серии пенальти удачливее оказался «Байер» — 3:2. Так был завоеван его пока единственный международный трофей.
Весной 1993 года «Байер» еще раз удивил футбольную Германию, завоевав свой первый и тоже пока единственный Кубок Германии, победив в финале берлинскую «Герту» — 1:0. Но с середины 1990-х годов с «Байером» начали считаться всерьез — теперь он вел борьбу за победу в Бундеслиге.
В эти годы в клубе играли такие футболисты, как форвард Кирстен Ульф, полузащитник Штефан Байнлих, защитник Йенс Новотны. Немного позже, в 1998 году, из бразильского клуба «Фламенго» пришел полузащитник Зе Роберто, годом позже в «Байере» появились Михаэль Баллак и Оливер Нёвилль. В 2000 году из бразильского клуба «Интернасьонал» перешел полузащитник Лусио. Но еще до их прихода, в сезоне 1996–1997 годов, «Байер» впервые занял в Бундеслиге второе место, отстав от чемпиона «Баварии» всего на 2 очка. В сезоне 1998–1999 годов «Байер» вновь был вторым, правда, теперь отрыв от той же «Баварии» был огромным — 15 очков.
А вот весной 2000 года поклонники клуба уже предвкушали радость первой победы — «Байер» лидировал до последнего тура, но как раз в нем оступился, позволив догнать себя все той же «Баварии». В итоге оба клуба набрали по 73 очка, но чемпионом по лучшим показателям стала «Бавария».
В сезоне 2001–2002 годов «Байер» снова боролся за чемпионство, на этот раз с «Боруссией» из Дортмунда, а вдобавок вышел в финал Лиги чемпионов, а также в финал Кубка Германии. Но вести борьбу на три фронта у клуба просто не хватило сил, и в апреле — мае 2002 года он проиграл все.
За три тура до окончания сезона Бундеслиги «Байер» опережал «Боруссию» на 5 очков, но 20 апреля он проиграл на своем поле «Вердеру» — 1:2, а 27 апреля в гостях «Нюрнбергу» — 0:1, позволив «Боруссии» опередить себя на одно очко. Победа, одержанная 4 мая в последнем туре над «Гертой» — 2:1, уже ничего не изменила: «Боруссия» в этот же день обыграла «Вердер» и стала чемпионом.
11 мая 2002 года «Байер» проиграл финальный матч на Кубок Германии «Шальке-04» со счетом 2:4. Наконец, 15 мая клуб из Леверкузена проиграл и финал Лиги чемпионов мадридскому «Реалу». Уже на 8-й минуте Рауль открыл счет, на 13-й Лусио его сравнял, а в самом конце первого тайма Зинедин Зидан с подачи Роберта Карлоса с линии штрафной площадки забил знаменитый гол ударом с лета, попав точно в верхний угол ворот. Он и оказался победным.
Вскоре после этой футбольной катастрофы ведущие футболисты «Байера» Михаэль Баллак, Лусио и Зе Роберто ушли в «Баварию», и некоторое время клубу из Леверкузена даже пришлось бороться за то, чтобы остаться в Бундеслиге. Но в последнее время от него снова ждут многого. В сезоне 2009–2010 годов «Байер» закончил первый круг на первом месте, но в конце чемпионата все же опустился на четвертое. В 2010 году в клуб вернулся Михаэль Баллак, до этого четыре сезона отыгравший в «Челси». Сезон 2010–2011 годов клуб завершил на втором месте, правда, отстав от чемпиона — «Боруссии» из Дортмунда — на 7 очков. Но на 3 очка опередил «Баварию», ставшую третьей.