Окончил Ленинградскую военно-теоретическую школу ВВС, а в 1928 — Качинскую военную авиационную школу лётчиков. Служил лётчиком-истребителем в строевых частях ВВС. В начале 1930-х годов стал лётчиком-испытателем Научно-испытательного института ВВС, провёл ряд испытательных работ на самолётах-истребителях, участвовал в отработке методов «слепых» полётов и посадок. Окончил инженерный факультет Военно-воздушной академии имени Н. Е. Жуковского.
20—22 июля 1936 года на самолёте АНТ-25 в качестве второго пилота (командир — В. П. Чкалов, штурман — А. В. Беляков) совершил беспосадочный перелёт из Москвы через Северный Ледовитый океан и Петропавловск-Камчатский на остров Удд (ныне — остров Чкалова в устье Амура) протяжённостью 9,374 км (полётное время 56 ч. 20 мин). За мужество и героизм, проявленные при выполнении этого перелёта, Байдукову Георгию Филипповичу 24 июля 1936 года присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина.
18—20 июня 1937 года на самолёте АНТ-25 в составе того же экипажа совершил беспосадочный перелёт Москва — Северный полюс — Ванкувер (штат Вашингтон , США) протяжённостью 8 504 км. С 1937 — лётчик-испытатель, испытывал серийные бомбардировщики СБ и Пе-2, принимал участие в испытаниях самолёта ДБ-А. 14 мая 1937 года вместе со вторым пилотом Н. Г. Кастанаевым на самолёте ДБ-А установил мировой авиационный рекорд скорости полёта на 2000-км в замкнутом маршруте с грузом 5000 кг, равный 280,246 км/ч.
С января 1942 года Байдуков воевал в действующей армии в должностях: заместитель командира 31-й смешанной авиационной дивизии (Калининский фронт), командующий ВВС 4-й ударной армии, командир 212-й (с мая 1943 — 4-й гвардейской) штурмовой авиационной дивизии. С января 1944 года назначен командиром 4-го Штурмового Авиационного Корпуса. Участвовал в освобождении Киева, во множестве военных операций.
После войны служил на командных должностях в ВВС. В 1947—1949 — начальник Главного Управления Гражданского Воздушного Флота . В 1949 — 1952 — заместитель начальника НИИ ВВС по лётной части. В 1951 окончил Военную академию Генштаба. С 1952 — заместитель, 1-й заместитель начальника Главного штаба Войск ПВО страны по специальной технике. В 1957—1972 — начальник 4-го Главного Управления Министерства обороны СССР, член Военного совета Войск ПВО страны. С 1972 — научный консультант главнокомандующего Войсками ПВО страны.
Умер 28 декабря 1994 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище г. Москвы.
