Kai Ivo Baulitz, geboren am 18. August 1971 in Düsseldorf, besuchte die Westfälische Schauspielschule in Bochum und erhielt nach seinem Abschluss ein festes Engagement am Deutschen Theater in Göttingen (1998-2000). Weitere Engagements hatte er am Schauspielhaus Bochum und am Schauspiel Wuppertal.

Nach ersten, kleinen Serienrollen in "SK Babies" (1998) und "Alarm für Cobra 11" (1999) wurde Baulitz von Margarethe von Trotta entdeckt, die ihn 1999 in einer Nebenrolle ihres TV-Mehrteilers "Jahrestage" besetzte. Seither hatte er Rollen in zahlreichen Serien und Fernsehspielen. 2001 spielte er eine Hauptrolle in Kai Wessels "Hat er Arbeit?" (TV) und gehörte zum Ensemble von Hark Bohms Zweiteiler "Vera Brühne" (TV). Zu seinen weiteren wichtigen Fernsehrollen zählen ein leicht neurotischer Nachbar in Peter Timms Familienkomödie "Familie XXL" (2002), ein Polizeiobermeister in der Serie "SOKO Wismar" (2004-2005) und der Sohn eines Alt-68ers in Jan Ruzickas Drama "Der letzte Tanz" (2005). In Sönke Wortmanns Serie "Freunde für immer - Das Leben ist rund" (2006) gab er das Mitglied einer fußballbegeisterten Freundesclique, in Markus Imbodens Kriminaldrama "Mörderische Erpressung" (2006) einen des Mordes verdächtigen Dorfbewohner. In Florian Henckel von Donnersmarcks Kinoerfolg "Das Leben der Anderen" (2006) spielte er eine kleine Rolle als Buchverkäufer. Eine Hauptrolle als Ex-Ehemann einer allein erziehenden Mutter hatte er in der Komödie "Noch ein Wort und ich heirate dich!" (2007, TV); eine wiederkehrende Nebenrolle als Jurist spielte er in fünf Folgen der Anwaltsserie "Plötzlich Papa - Einspruch abgelehnt!" (2008).

Ab dem Jahr 2009 wirkte Baulitz für einige Zeit vor allem in Serien mit. Er hatte Gastrollen unter anderem in "Danni Lowinski", "Stubbe – von Fall zu Fall", "Der Staatsanwalt", "Der letzte Bulle", "Tatort" und "Soko Kitzbühel". Auf der Kinoleinwand sah man ihn in den letzten Jahren in kleineren Nebenrollen, so etwa als Vater in dem Liebesdrama "Die Räuberin" (2011), als jugendlichen Badegast in der Satire "Hai-Alarm am Müggelsee" (2013) und als SS-Offizier in "Lauf Junge Lauf" (2013). Eine Kinohauptrolle spielte er 2014 an der Seite von Benno Fürmann in Florian Gottschicks "Nachthelle": Die beiden verkörperten darin ein schwules Paar, das mit einem befreundeten Hetero-Pärchen eine Reise aufs Land unternimmt und dabei in die persönliche Krise des anderen Paares hineingezogen wird. Der Film feierte beim Filmfest München 2014 Premiere und startete im Mai 2015 regulär in den Kinos.

Neben seiner Schauspielarbeit ist Kai Ivo Baulitz auch als Theaterautor tätig. Mit seinem Stück "Transporter", das 2008 am Schauspiel Frankfurt uraufgeführt wurde, gewann er den Autoren- und Projektwettbewerb des Maxim Gorki Theaters Berlin und des Schauspiel Frankfurt. Weiterhin erarbeitete und schrieb er Stücke unter anderem für das Schauspielhaus Dresden, die Hamburger Kammerspiele und das Deutsche Nationaltheater Weimar.