Buchanan, 25 år, kom genom Quins-akademin för att göra sin debut mot Leicester 2010, och har sedan dess gjort 116 framträdanden.
Han turnerade Argentina med England 2013, men spelade inte en Test match.
"Rob har gjort betydande framsteg den här säsongen att spika ner start hora position," chef för rugby John Kingston sade.
"Hans kärlek till klubben finns där för alla att se och han kommer att spela en viktig roll i sökandet efter mer silver under de kommande åren."
Front-rower går med Charlie Mulchrone, Ross Chisholm och Dave Ward i att komma överens om förlängda avtal med klubben.
Quins akademi sida har fört igenom en stark kontingent av första lag och internationella spelare, med Buchanan, nyligen England och British & Irish Lions call-up Kyle Sinckler, George Lowe och Joe Marchant alla lägga djup på truppen.
"Jag har varit med denna klubb sedan jag var 16 och det var ett enkelt beslut att förlänga min tid," Buchanan sade.
"Att kunna arbeta under ledning av Adam Jones och Graham Rowntree för kommande säsonger är otroligt spännande för mig, och jag är tacksam mot John Kingston för möjligheten att fortsätta min karriär här på Harlequins."
Hooker Rob Buchanan har förlängt sitt kontrakt med Harlequins, även om villkoren inte avslöjas.