La historia del Bayer 04 Leverkusen no comenzó en un campo de fútbol, sino dentro de una fábrica. El club se fundó el 1 de julio de 1904 en Leverkusen como una asociación gimnástica para los empleados de la farmacéutica Bayer, origen de su apodo "Die Werkself" ("el once de la fábrica"). La sección de fútbol se creó en 1907, y desde entonces el club ha mantenido estrechos vínculos con la compañía, que sigue siendo su propietaria hasta hoy, una excepción a la habitual regla del "50+1" del fútbol alemán.
Desde 1958, el Bayer disputa sus partidos como local en el estadio conocido hoy como BayArena, originalmente llamado Ulrich-Haberland-Stadion en honor a un antiguo presidente de Bayer AG. Tras una profunda remodelación, el recinto cambió de nombre en 1998 y actualmente tiene capacidad para 30.210 espectadores.
Durante décadas, el club fue visto como el eterno aspirante, lo que le valió el irónico apodo de "Neverkusen" tras una serie de dolorosos casi-triunfos, incluida la final de la Liga de Campeones de 2002, donde un equipo con Michael Ballack y Lúcio cayó 2-1 ante el Real Madrid tras la legendaria volea de Zinedine Zidane. Antes, en 1988, el Bayer había logrado su primer título internacional al conquistar la Copa de la UEFA.
El capítulo más brillante de la historia del club, sin embargo, se escribió en la extraordinaria temporada 2023/24, cuando el equipo dirigido por Xabi Alonso conquistó su primer título de liga alemana, completando toda la campaña de la Bundesliga sin sufrir una sola derrota, el primer club en la historia de la competición en lograrlo. El Bayer 04 también se llevó la DFB-Pokal esa temporada, logrando su primer doblete doméstico, y alcanzó la final de la Liga Europa, donde cayó ante el Atalanta. Papeles clave en aquella temporada inolvidable los desempeñaron Florian Wirtz, Victor Boniface, Granit Xhaka y Jeremie Frimpong, sumándose a leyendas anteriores del club como Ballack, Lúcio, Zé Roberto, Bernd Schneider y Rudi Völler entre las mayores figuras en la historia del Werkself.
La filosofía del Bayer 04 Leverkusen se basa en una combinación de scouting avanzado, un desarrollo constante de la cantera y un fútbol ofensivo atractivo, lo que le ha permitido competir año tras año con los grandes equipos de Europa pese a operar con un presupuesto mucho más modesto que el de los gigantes del continente.