Petra Bäumler studierte Molekulare Biotechnologie an der Technischen Universität München und Public Health an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München. Seit 2009 ist sie in der Interdisziplinären Schmerzambulanz (Innenstadt) an der Klinik für Anästhesiologie am Klinikum der LMU München als wissenschaftliche Mitarbeiterin tätig. 2017 schloss sie ihre Promotion 2025 ihre Habilitation ab.  Zu ihrem Aufgabenbereich gehören die Planung und Durchführung klinischer und experimenteller Studien im Bereich der Akupunktur und Schmerzforschung, die Organisation internationaler Kooperationsprojekte und die Gestaltung edukativer Patientenseminare.