Aux côtés de son rival Lucas Di Grassi (Audi Sport Abt Schaeffler), Sébastien Buemi est l’un des pilotes les plus titrés de l'ABB FIA Formula E Championship. En tant que l'un des quatre champions de la série, le pilote Suisse a non seulement le plus grand nombre de victoires à son actif, mais également un nombre exceptionnel de Julius Baer Pole Positions. 

Débutant avec une campagne de karting couronnée de succès au début de sa carrière dans le sport automobile, Buemi a rejoint le German Formula BMW Championship en 2004, terminant troisième dans son début de saison, derrière un autre futur pilote de Formule 1, Sebastian Vettel. Alors que les points allaient bon train pour Buemi, il en a été de même pour les occasions de gravir les échelons.

Bien qu'il ait eu sa première expérience des machines de Formule One à l'âge de 15 ans en ayant la chance de conduire une voiture Arrows F1, ce n'est qu'en 2009 que Buemi fit ses débuts en Formule 1. En 2006, il a terminé 12e du classement général de la saison F3 Euro Series avant de faire ses débuts en GP2 en 2007. En 2009, il fait son entrée dans la Formule 1 après avoir attiré l’attention de Toro Rosso, qui l’avait signé plus tard cette année, faisant de Buemi le premier pilote Suisse à courir en Formule 1 depuis 1995.

Il a continué à piloter pour Toro Rosso jusqu'à la fin de la saison 2011, où il s'est associé à Jean-Eric Vergne. Bien qu'il ne fasse pas une autre apparition compétitive pour l'équipe, Buemi reste connecté à l'équipe Red Bull en tant que pilote de réserve. 

En plus de son poste en Formule E, Buemi participe également au World Endurance Championship avec Toyota, avec lequel il remporta le championnat du monde en 2014 ainsi qu'une première place aux courses des 24 heures du Mans en 2018.

Après avoir remporté les titres de championnat de trois équipes pour son ancienne équipe Renault e.dams, Buemi rejoint Nissan e.dams pour sa première saison aux côtés du pilote recrue Alex Albon.