Robin Li var i passagerarsätet när han gjorde ett videosamtal till en artificiell intelligens utvecklare konferens i den kinesiska huvudstaden.
Men även om autonoma fordon tippas som framtidens motorverksamhet, är de förbjudna från Kinas allmänna vägar.
Polisen inledde en utredning efter att videon blev viral.
Bilderna visar en annan Baidu-chef i förarsätet, men med händerna från ratten.
Enligt uppgift berättade Li för sin publik att fordonet var på autopilot och att resan var smidig.
Baidu, som inte har kommenterat händelsen, är ett av många företag som utvecklar prototyper av självkörande fordon som kommer att använda kartläggning och artificiell intelligens teknik.
Vid konferensen meddelade Baidu att man hade byggt en allians med 50 partner för att utveckla och främja självkörande bilar.
De omfattar Ford, Daimler, fem kinesiska biltillverkare, karteringsföretaget TomTom och chipmakers Intel och Nvidia.
Baidu sade att man hoppades ha autonoma bilar på Kinas vägar 2019 - så länge lagen tillät det - innan man expanderar till andra marknader, inklusive USA.
Tidigare i år öppnade Baidu också sina självkörande bilkoder för programvaruutvecklare via Apollo-plattformen med öppen källkod i hopp om att den skulle stimulera innovation.
Två av dess autonoma fordon med Apollo version 1.0 var på plats på utvecklarkonferensen, sade Wall Street Journal.
Google moderbolag Alphabet, Ford och GM har också byggt och är bland dem som testar självkörande bilar.
Chefen för kinesiska online sökning jätte Baidu undersöks, efter att ha ridit i en av byråns förarlösa bilar på en Peking ringväg.