Débutant comme acteur dramatique, Bruno Bayen, alors élève à l'Ecole normale supérieure de la rue d'Ulm, crée son premier spectacle en 1972, Le pied, adaptation de L'intervention de Victor Hugo. Disposant d'une solide culture germanique qui l'influencera toute sa carrière, il mettra par la suite en scène Madame Hardie, d'après une nouvelle de Brecht, La danse macabre, d'après Wedekind, ou encore La mort de Danton de Büchner.
Il crée ensuite sa propre compagnie, La Fabrique de théâtre, puis est nommé par Michel Guy en 1975 au Centre dramatique national de Toulouse. En tant qu'écrivain ou qu'adaptant, Bruno Bayen laisse au total une trentaine de spectacles.
L'une des dernières pièces qu'il avait prévu de monter, Le voyage au pays sonore ou l'art de la question de Peter Handke, avait été déprogrammé en 2006 par la direction de la Comédie française après une polémique liée à la présence de l'auteur autrichien aux obsèques de Slobodan Milosevic. Dans des propos rapportés par Libération, Bruno Bayen déplorait alors: "La mise au ban doit-elle remplacer la controverse que susciterait la présentation de l’œuvre? ne voit-on pas qu’elle devient, sitôt prononcée, une décision sectaire prétendant désigner, à la place des artistes et du public, qui est du côté des méchants?".
Romancier
Bruno Bayen restera comme un homme de théâtre prolifique, ayant notamment dirigé chez Christian Bourgois, "Le Répertoire de Saint-Jérôme", cette collection consacrée au théâtre étranger du XXe siècle. Cependant, il se consacrait également ces dernières années à l'écriture de romans.
Parmi la dizaine de romans et d'essais qu'il a publié, notons Le pli de la nappe au milieu du jour, essai sur les natures mortes publié par Gallimard, un autre sur le polaroïd: Pourquoi pas tout de suite ? (Malville/MEP), une relecture de la vie privée et médiatique de la princesse Diana: Laissez-moi seule (Joca seria), ou encore La vie sentimentale au Mercure de France et La Forêt de six mois d'hiver chez le même éditeur.
Dernière de ses œuvres publiées, Fugue et rendez-vous (Christian Bourgois, 2011) consistait en un ensemble de chroniques autobiographiques d'un garçon de dix ans, au fil de l'année 1961. Son ultime roman, intitulé Elève, relatera la passion du consul de France à Belèm, au Brésil, pour la lecture de dictionnaires, et sa tentative d'écrire l'histoire de sa famille.