Швейцарский гонщик присоединился к Red Bull в 2008 году в качестве тест-пилота и провел три года за рулем болида Toro Rosso. Однако он не смог произвести впечатление на старшую команду и покинул Формулу 1 после сезона 2011 года.
Буэми подписал контракт с Toyota, которую представлял на гонках чемпионата мира по выносливости. Он стал чемпионом серии вместе с Энтони Дэвидсоном и Николасом Лапьером в 2014 году и в 2018 году впервые выиграл 24 часа Ле-Мана.
Буэми также добился успеха в Формуле Е, участвуя в гонках с первого сезона 2014/15. Через год Буэми выиграл чемпионат с Renault.
В сезоне 2018/19 Nissan сменил Renault, а Буэми финишировал шестым и восьмым на открытии двух раундов года. По слухам, в конце 2018 года Буэми вёл переговоры о возвращение в Формулу 1 с экс-командой Toro Rosso.
