По окончании академии отбывал цензовое командование ротой в 105-м пехотном Оренбургском полку. Был прикомандирован к штабу Виленского военного округа, где состоял на должностях старшего адъютанта штаба округа (1897—1898), обер-офицером для поручений при штабе округа (по 1 января 1901). В 1896-90 гг. проходил цензовое командование ротой. С 1902 последовательно занимал ряд должностей по генеральному штабу.
В 1902 преподаватель Академии Генерального штаба. В 1904 году назначен правителем дел Николаевской академии генерального штаба, а в 1906 году — профессором той же академии по кафедре русского военного искусства. С 1910 по 1917 год — редактор журнала Известия Императорской Николаевской военной академии. Член военно-исторической комиссии по написанию истории русско-японской войны.
С началом Первой мировой войны был назначен начальником штаба 24-го армейского корпуса. Пожалован Георгиевским оружием
За то, что, исполняя обязанности начальника штаба корпуса в дни многодневных и многотрудных боев и маневра корпуса с целью окружения частей противника у Подбужа, выделялся верной оценкой обстановки и самоотверженной своей деятельностью, неоднократно подвергая свою жизнь опасности и тем много содействовал успеху корпуса.
Генерал-квартирмейстер, а с мая 1917 — начальник штаба 3-й армии. В 1917 начальник 42-й пехотной дивизии, командир 50-го армейского корпуса, командующий 2-й армией с 20 ноября по 24 декабря 1917 г..
В конце 1917 после развала фронта возвратился в Петроград. Работал в Артиллерийском и Инженерном музее. Возглавлял Комиссию по приведению в порядок исторического архива. Жил на даче в Гатчине, а затем перебрался в Павловск. В 1919 после освобождения Павловска частями Северо-западной армии Юденича, присоединился к ней. Занимал должность начальника ревизионной комиссии армии. Вместе с СЗА отступил в Эстонию.
В 1920—1926 годах преподавал в эстонских военно-учебных заведениях (Таллинское военное училище и Высшие курсы Эстонского Генерального штаба). В 20-е годы Баиов стал признанным лидером русских монархистов в Эстонии. В 1923 году принимал участие в создании Русского клуба в Таллине (был одним из учредителей). В 1924 году председатель Совета старшин клуба и глава эстонского отделения Высшего монархического совета. С 1925 года возглавлял эстонский отдел РОВСа, и руководил им до смерти.[2] Под руководством Баиова в 1926 году основан Комитет «Дня русского инвалида» (был председателем этого комитета). С 1923 года был владельцем книжного магазина «Русская книга» в Таллине, действовавшего также как библиотека, а с 1934 года — и как издательство.
В 1931—1935 годах председатель Общества помощи бывшим русским военнослужащим в Эстонии (Союз русских инвалидов в Эстонии). Член Комитета по изданию истории царствования Императора Николая II. Действительный член Русской академической группы в Эстонии, член ревизионной комиссии группы. Начальник организации Русских скаутов в Эстонии. Председатель Общества друзей Русских скаутов в Эстонии. Член-учредитель общества «Дом Русского ребенка». Член ревизионной комиссии Общества помощи больным эмигрантам, председатель Кружка ревнителей церковного благоустройства при церкви подворья Пюхтицкого монастыря в Таллине (Таллинское подворье Пюхтицкого Свято-Успенского монастыря, разрушено в 1960 году). Умер в Таллине 8 мая 1935 года, похоронен 10 мая на Александро-Невском кладбище[3].
Высочайшая благодарность «за труды, понесенные ими в Высочайше утвержденной комиссии по организации празднования 200-летия Гангутской победы» (ВП 16.03.1915);
Орден Святой Анны 1-й ст. с мечами (ВП 20.03.1915);