Junto a su rival Lucas di Grassi, Sebastien Buemi es uno de los pilotos más exitosos de la Formula E. El piloto suizo, que es uno de los cuatro campeones de la serie, no solo obtuvo la mayor cantidad de victorias, también consiguió un gran número de Julius Baer Pole Positions.
Tras una exitosa campaña en karting en los inicios de su carrera automovilística, Buemi se pasó al campeonato alemán Formula BMW en 2004 y terminó tercero en su temporada debut, justo por detrás de otro futuro piloto de Fórmula Uno, Sebastian Vettel. A medida que Buemi sumaba puntos, también aumentaban las oportunidades de iniciar su carrera en las categorías de open-wheel.
A pesar de que su primer contacto con la Fórmula Uno fue a los 15 años, cuando tuvo la oportunidad de conducir un automóvil Arrows F1, recién en 2009 Buemi haría su debut en la Fórmula Uno. Llegó a ese lugar tras una temporada en la F3 Euro Series en 2006, en la que terminó 12.º en la clasificación general, antes de debutar en la GP2 en 2007. En 2009, su incorporación en la Fórmula Uno llegó tras llamar la atención de Toro Rosso, que lo contrató ese mismo año, y Buemi se convirtió en el primer piloto suizo que volvió a correr en la Fórmula Uno desde 1995.
Siguió corriendo con Toro Rosso hasta el final de la temporada 2011, cuando se asoció con Jean-Eric Vergne. A pesar de no haber hecho apariciones competitivas para el equipo, Buemi sigue conectado con la escudería Red Bull como piloto de reserva.
Junto a sus tareas en la Formula E, Buemi también compite en el World Endurance Championship con Toyota, donde ganó el campeonato del mundo en 2014, y obtuvo un primer puesto en Le Mans 24 Hours en 2018.
Tras conseguir tres títulos del campeonato de equipos con su anterior escudería, Renault e.dams, Buemi pasó a formar parte de la escudería e.dams con el nuevo nombre Nissan e.dams en su temporada de debut en la Formula E, junto a Oliver Rowland. Los dos llevaron al equipo a la cuarta posición en la clasificación por equipos y se perdieron el podio por poco, pero Buemi terminó segundo detrás de Jean-Eric Vergne en el campeonato de pilotos.
En su sexta temporada en la Formula E, Buemi volvió a asociarse con su compañero Rowland. Tras ponerse al día con el desarrollo en las primeras rondas, Buemi inició su campaña de puntos con un tercer puesto en Ciudad de México. Además del desempeño de Rowland, los tres podios del piloto suizo en las seis carreras finales de la temporada en Berlín ayudaron a Nissan e.dams a asegurarse el segundo puesto en el campeonato de equipos.
Un quinto puesto en Roma fue todo lo que Sebastien Buemi consiguió en la séptima temporada de la Formula E, la más decepcionante hasta la fecha. Pero le fue mejor en la 8.ª temporada, ya que el grupo era más reducido, lo que ayudó al suizo a quedar en el puesto 15.º y a sumar 30 puntos. Sin títulos, pero con mejoras en un nuevo comienzo en la novena temporada con Envision Racing.