Z pomocą brata – później znanego bakteriologa – przygotował swoją pierwszą publikację na temat wpływu tlenu na fermentację (Der Einfluss des Sauerstoffs auf Gärungen, 1885). W czasie badań w zakresie chemii organicznej otrzymywał pomoc i zachęty od Theodora Curtiusa i Hansa von Pechmanna, wówczas asystentów Adolfa von Baeyera na Uniwersytecie Monachijskim. Kontynuowanie studiów umożliwiło mu uzyskanie trzyletniego stypendium naukowego. Po krótkim pobycie w laboratorium Otto Fischera w Erlangen (T. Curtius kierował tam wówczas wydziałem analitycznym) Buchner wrócił do Monachium.
Okres 1888–1917 Na Uniwersytecie Monachijskim w roku 1888 otrzymał stopień doktora. W następnych latach został zatrudniony w laboratorium chemii organicznej na stanowisku zastępcy asystenta A. von Baeyera, a wkrótce zastępcy wykładowcy i wykładowcy (1891).