Bauer studerte den tidligste kristendommen. Det mest kjente verket hans er Rechtgläubigkeit und Ketzerei im ältesten Christentum («Rettroenhet og kjetteri i den tidligste kristendommen», 1934), hvor han forsøkte å vise at den ortodokse retningen i den tidlige kirken ikke var den eldste. I de oldkirkelige samfunnene hadde det også eksistert gnostiske retninger, som senere ble ansett som kjetterske av den retningen som ble regnet som ortodoks. Bauers Griechisch-deutsche Wörterbuch zu den Schriften des Neuen Testaments und der übrigen urchristlichen Literatur («Gresk-tysk ordbok over skriftene i Det nye testamente og den øvrige urkristne litteraturen») er i dag et standardverk for nytestamentlig forskning innenfor alle kristne kirkesamfunn.