Carriera Tobias Bayer ha iniziato a pedalare nel 2015. Nel 2017 Bayer ha vinto i titoli junior austriaci di ciclocross e cronometro individuale. Il padre di Bayer era un ciclista e nel 1990 ha partecipato al primo campionato mondiale di mountain bike in Colorad.
Nel 2018 Bayer ha firmato un contratto con il Tirol Cycling Team.Con questo UCI Continental Team ha esordito nella cronometro a squadre ai Mondiali di Innsbruck ed è arrivato 17°, che gli è valso i primi punti nella classifica mondiale UCI.Nel 2019 è diventato campione nazionale di corse su strada U23. È arrivato terzo anche nella terza tappa del Giro Ciclistico d'Italia 2020, il che significa che ha preso per breve tempo il comando della classifica di montagna del tour.
Per la stagione 2021, Bayer si è trasferito al belga UCI ProTeam Alpecin-Fenix. Bayer è stato doppio campione statale (corse su strada e cronometro) nella categoria U23 nel 2021.
Nel 2021 Bayer ha giocato il suo primo Grand Tour con la Vuelta a Espana. Durante lo sprint è stato corresponsabile delle 2 vittorie di tappa del compagno di squadra Jasper Philipsen
Nel 2022 la Bayer ha gareggiato nel suo 2° Grand Tour (Giro d'Italia) con il capitano Mathieu van der Poel .
Palmarès Strada 2017 (Juniores, una vittoria) Campionati austriaci, Prova a cronometro Junior
2020 (Tirol Cycling Team, una vittoria) Campionati austriaci, Prova a cronometro Under-23
2021 (Alpecin - Fenix, una vittoria) Campionati austriaci, Prova a cronometro Under-23
Ciclocross 2016-2017 Campionati austriaci, prova Juniores
Piazzamenti Grandi Giri
Giro d'Italia 2022: 100º 2024: 96º 2026: 80º
Vuelta a España 2021: ritirato (12ª tappa) 2023: 141° 2025: 132º
Classiche monumento
Liegi-Bastogne-Liegi 2023: 89º 2025: 119º 2026: ritirato
Giro di Lombardia 2022: 83º 2023: 119º 2024: ritirato
Competizioni mondiali Campionati del mondo Bergen 2017 - Cronometro Junior: 27º Bergen 2017 - In linea Junior: 77º Inssbruck 2018 - Cronosquadre: 17º Yorkshire 2019 - In linea Under-23: ritirato Imola 2020 - In linea Elite: ritirato Fiandre 2021 - Cronometro Under-23: 17º Fiandre 2021 - Staffetta: 12º Fiandre 2021 - In linea Under-23: 10º Wollongong 2022 - In linea Elite: 62º Wollongong 2022 - Staffetta: 11º Zurigo 2024 - In linea Elite: ritirato
Competizioni europee Campionati europei Herning 2017 - Cronometro Junior: 18º Herning 2017 - In linea Junior: 7º Zlín 2018 - In linea Under-23: 29º Plouay 2020 - In linea Under-23: 24º Trento 2021 - Cronometro Under-23: 28º Trento 2021 - In linea Under-23: 10º Monaco di Baviera 2022 - In linea Elite: 27º Drenthe 2023 - In linea Elite: 26º
Note
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