Sebastien Buemi est, avec son rival Lucas di Grassi (Audi Sport Abt Schaeffler), l'un des pilotes les plus titrés de l'ABB FIA Formula E Championship. Le pilote suisse, l'un des quatre champions de la série, comptabilise le plus grand nombre de victoires et un nombre exceptionnel de Julius Baer Pole Positions. 

Après une saison de karting réussie en début de carrière, Buemi rejoint le championnat allemand de Formule BMW en 2004, et termine troisième lors de sa première saison, juste derrière un autre futur pilote de Formule 1, Sebastian Vettel. À mesure que Buemi continuait à accumuler des points, les occasions de progresser en monoplace se sont multipliées.

Buemi a la chance d'essayer sa première voiture de Formule 1, une Arrows F1, alors qu'il n'a que 15 ans, mais ce n'est qu'en 2009 qu'il fait ses débuts en Formule 1. Il termine 12e du classement général de la saison F3 Euro Series en 2006 avant de faire ses débuts en GP2 en 2007. En 2009, il fait son entrée en Formule 1 après avoir attiré l'attention de Toro Rosso, qui l'engage plus tard au cours de l'année. Buemi devient le premier pilote Suisse à courir en Formule 1 depuis 1995.

Il continue à courir pour Toro Rosso jusqu'à la fin de la saison 2011, date à laquelle l'équipe engage Jean-Eric Vergne. Même si Buemi ne participe plus à aucune compétition, il reste dans l'équipe Red Bull en tant que pilote de réserve. 

Parallèlement à ses activités en Formule E, Buemi participe également au World Endurance Championship avec Toyota. Il remporte le championnat du monde en 2014 ainsi qu'une première place aux 24 heures du Mans en 2018.

Après avoir remporté trois titres de champion par équipes pour son ancienne équipe Renault e.dams, Buemi rejoint Oliver Rowland pour la première saison en Formule E de l'équipe e.dams nouvellement baptisée Nissan e.dams. L'équipe prend la quatrième place du classement par équipes, ratant le podium de peu. Au championnat des pilotes, Buemi termine à la deuxième place derrière Jean-Eric Vergne. 

Buemi est de nouveau associé à Rowland pour sa sixième saison en Formule E. Après avoir rattrapé son retard en matière de développement lors des premiers tours, Buemi commence à marquer des points avec une troisième place à Mexico. Outre les performances de Rowland, les trois podiums du pilote suisse lors de la finale de la saison en six courses à Berlin ont permis à Nissan e.dams de remporter la deuxième place du championnat par équipes.

Pour le championnat du monde 2020/21 de l'ABB FIA Formula E, Buemi, le pilote le plus titré de l'histoire de la série, reste dans l'équipe Nissan e.dams et tentera d'ajouter le trophée du tout premier championnat du monde à son palmarès.