![Inscription sur une tuile creuse au lieu-dit Rousset : "Dernière tuile posée [...] d'août 1889" (maison parcelle 1029).](/img/be0ae4e5-6aa9-4b77-8b40-fbfb276d4c99)
Des vestiges du néolithiques ont été découverts dans le bourg, au château Falfas et dans les hameaux de Cots, Petit Coudart, Rousset (débris de silex, haches polies et céramiques). Deux abris sous roche avaient été identifiés en 1933 et 1934 aux Roques d'Eyquem ; une grande partie a été détruite par les carriers. D'importantes structures gallo-romaines ont été dégagées à la fin du 19e siècle sur le site de Carpena, avec présence de céramique ; un chapiteau corinthien daté du Haut-Empire est par ailleurs réutilisé comme bénitier dans l'église : il proviendrait de la démolition des Piliers de Tutelle à Bordeaux en 1677. La plaque de chancel réutilisée comme devant-d'autel dans l'église est mentionnée en 1851, scellée dans le mur sud de l'église : elle daterait de l'époque mérovingienne. Elle pourrait provenir de l'ancienne église Saint-Eloi, qui était située à 250 m au sud de l'actuelle église. Cet édifice est attesté par plusieurs prospections qui ont mis au jour quelques fondations et une nécropole ; des sarcophages monolithes furent également dégagés.
Le chevet de l'église paroissiale, bien que très remanié, constitue l'élément d'architecture le plus ancien conservé. Il s'agissait à l'origine de l'église d'un prieuré dépendant successivement des abbayes de Bonlieu, de Saint-Vincent de Bourg et de l'ordre des Feuillants.
Plusieurs seigneurs détenaient les terres : la famille Larroque d'Eyquem, les Fournel de Tayac ou encore les Farfal, seigneurs des Rivaux. Le château Falfas, protégé au titre des Monuments historiques, est un exemple rare d'architecture du début du 17e siècle.
En 1850, l'ouvrage Bordeaux et ses vins indique que la commune produit 800 tonneaux de bon vin : le château Tayac détenu par la famille Marseau est le plus gros producteur avec 100 tonneaux. Un peu plus tard, en 1868, les vins de Bayon sont qualifiés de "fermes et colorés" et présentent "les caractères de ceux de Bourg". Du vin est également produit sur l'île Cazeau. Le vignoble lourdement touché par le phylloxéra a été par la suite reconstitué avec des plants greffés. La présence de moulins à vent indique par ailleurs une production céréalière ; les cultures en joualle associaient la vigne à d'autres plantations vivrières comme des vergers. Le territoire était donc organisé autour de cette polyculture.
L'histoire de la commune est également marquée par l'exploitation des carrières, sans doute dès l'Antiquité. On y extrayait des moellons et de la pierre de taille pour les chantiers de construction mais aussi pour les travaux d'endiguement de la Garonne. L'activité est intense aux 18e et 19e siècles : le sous-sol de la commune est creusé d'un important réseau de galeries, mettant en danger la solidité des terrains. Dans l'édition de 1874 de l'ouvrage Bordeaux et ses vins, il est indiqué que "Par suite du retrait du fleuve, le troisième étage des carrières, qui n'était pas exploitable autrefois, l'est devenu depuis une vingtaine d'années". A la fin du 19e siècle, l'activité décline et de nombreux sites sont condamnés par mesure de sécurité.
La présence du port de la Reuille a constitué un facteur de développement de la commune : attesté sur les cartes du 18e siècle, il permettait le transport de marchandises (vin, pierre, etc.). Un chantier naval s'y installe au cours du 19e siècle. Le hameau de la Reuille est également desservi par le bateau à vapeur au milieu du 19e siècle. Les travaux du chemin vicinal n°99 de Samonac à La Reuille sont engagés à partir de 1853. En 1854, le chemin est déclaré d'intérêt commun ; il doit favoriser l'accès au port de la Reuille très fréquenté.
La portion de la ligne Saint-Ciers-sur-Gironde à Saint-André-de-Cubzac entre Blaye et Saint-André-de-Cubzac est inaugurée en 1889. La voie ferrée traversait le territoire communal : un mur de soutènement pour le franchissement du chemin du lavoir est encore conservé.
Les augmentations et diminutions du cadastre napoléonien (registres conservés à la mairie et registres conservés aux Archives départementales de la Gironde) ont permis de préciser quelques dates de construction au cours du 19e siècle.
Entre 1928 et 1933, l’aménagement d’un port pétrolier à Ambès assure la desserte d’une usine de raffinage et d’un dépôt d’hydrocarbures. Les travaux d'endiguement et le développement du bec d’Ambès ont entraîné la pénétration de ce territoire dans les limites communales de Bayon. En 1929, la commune d'Ambès demande que ces terrains du bec d'Ambès lui soient rattachés. Après de nombreuses tentatives, elle n'obtient pas gain de cause et la pointe du bec relève encore aujourd'hui de la commune de Bayon.
La commune comptait 706 habitants au recensement de 2014. On perçoit encore de nos jours une bipolarité forte avec deux types de population : ceux "d'en bas", dont les activités étaient en lien avec la rivière (capitaines de navires, marins, charpentiers de navires, carriers...) et ceux "d'en haut" qui vivaient de la vigne et de l'agriculture. Cette partition est encore très fortement ressentie de nos jours.
La commune est confrontée depuis plusieurs années à des risques d'effondrements liés à l'exploitation des carrières : par arrêté préfectoral du 6 août 2010, un plan de prévention des risques de mouvements de terrain (PPRMT) a été prescrit sur le secteur des communes de Bayon-sur-Gironde, Bourg, Gauriac, Prignac-et-Marcamps, Saint-Seurin-de-Bourg, Tauriac et Villeneuve. Le plan a été révisé en 2014 (arrêté du préfet de la Gironde du 23 juin 2014).
La commune bénéficie par ailleurs de zones d'intérêt écologique, floristique et faunistique (ZNIEFF) et Natura 2000 (estuaire de la Gironde).