Baierlein begann 1988 ein Studium als Jungstudent an der Musikhochschule Köln, wo er später auch sein Diplom als Instrumentalpädagoge und Orchestermusiker bei Malte Burba machte. Während dieser Zeit war Baierlein auch Schüler von Arno Lange an der Deutschen Oper Berlin.
1996 ging er nach Belgien, um dort bei Bert Joris am Lemmensinstituut Jazz zu studieren. Er unterbrach sein Studium im Jahr 2000 für einen einjährigen Aufenthalt in New York City, bevor er 2002 seinen Abschluss als meester in de muziek machte. Es folgte ein weiteres Studium mit dem Spezialgebiet Leadtrompete. 2004 begann er klassische Komposition bei Piet Swerts zu studieren, gefolgt von weiteren Studien der Filmmusik und Orchestrierung bei Denis Pousseur, Victor Kissine und Jean-Luc Fafchamps. Zwischen 2010 und 2013 war Peer Baierlein Teilnehmer des Studienganges „Neue Medien“ an der HfMT Hamburg. Ab 2006 hörte man ihn als Trompeter und Bassist bei mehreren Produktionen am Deutschen Schauspielhaus in Hamburg.
Peer Baierlein ist als Komponist und musikalischer Leiter an mehreren Theatern tätig, u.a. am Staatsheater Stuttgart, dem Deutschen Schauspielhaus Hamburg, Staatstheater Hannover, Schauspiel Leipzig, Theater Basel, Schauspielhaus Bern u.a.