Né à Lausanne en 1986, Baptiste Gilliéron commence très jeune à pratiquer l’improvisation théâtrale. Ces années de théâtre instantané lui donneront le goût de la scène et c’est en 2006 qu'il entre à la Haute Ecole de Théâtre de Suisse Romande, la Manufacture.

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Depuis l’obtention de son diplôme en 2009, Il a joué pour différents metteurs en scène tels que Robert Sandoz, Denis Maillefer, Cédric Dorier, Ludovic Chazaud, Magali Tosato, Joan Mompart, Karim Belkacem ou encore Jacob Berger. Il continue de pratiquer l’improvisation dans différents concepts ; PUSH, Casting et la Comédie Musicale Improvisée. 

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Face à la caméra, il tourne dans plusieurs séries, notamment A livre ouvert de Véronique Raymond et Stéphanie Chuat, Station Horizon, de Pierre-Adrian Irle et Romain Graf, Double Vie de Bruno Deville ou encore Cellule de Crise de Jacob Berger. Il tient également, aux côtés d’André Wilms et de Julia Faure, le rôle principal dans Pause, premier long-métrage de Mathieu Urfer, sélectionné en 2014 sur la Piazza Grande du Festival de Locarno. Ce rôle lui vaut une nomination au prix du cinéma suisse dans la catégorie meilleur acteur. Il est également lauréat du prix de la relève 2015 décerné par la fondation vaudoise pour la culture.

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En 2021, Il tiendra le rôle de Paul dans le prochain long-métrage d'Anna Luif, Les histoires d'amour de Liv.S.