Han fick ett pris på 15 000 pund för sin berättelse Briar Road vid ett evenemang på BBC: s Radio Theatre i London.
Hundens egendomliga tillbud i Natt-Time författaren Haddon var löparen upp för sin berättelse Bunny.
Brighton-baserad Buckley sa att priset var "en enorm och härlig överraskning".
Han är författare till nio romaner, senast floden är floden.
Ordförande för domare Allan Little sade: "Jonathan Buckley's Briar Road är ett lugnt, spännande mysterium och fokuserar på ett enda ögonblick i livet för en familj som har vänt sig till en spiritist efter att deras tonårsdotter har försvunnit.
Han beskrev Buckleys skrivande som "förståeligt, skarpt och enkelt", och tillade: "Intriger bygger som viktiga detaljer avslöjas långsamt, antyds och föreslås snarare än stavas ut."
Vinnaren tillkännagavs på BBC Radio 4s Front Row program.
Haddons historia Bunny berättar om en sjukligt överviktig man som finner kärlek hos en gammal skolkamrat.
Lite kallat det "passionerat, rörande och mörkt roligt".
Mantels arbete, The Assassination of Margaret Thatcher, är satt fyra år efter att Margaret Thatcher blev premiärminister 1979 och föreställer sig ett IRA-försök på sitt liv.
De två andra nominerade författarna var Frances Leviston och Jeremy Page.
Gwyneth Williams, kontrollant i BBC Radio 4, sade: "Jag är hänförd över att fira 10 år av vår BBC National Short Story Award med sådana exceptionella historier och begåvade författare.
"Radio 4 är stolt över att sända fler noveller än någon annan, någonstans i världen.   Skrivare och originalskrivande ligger i vårt hjärta."
Tidigare Rough Guides redaktör Jonathan Buckley har slagit Hilary Mantel och Mark Haddon för att vinna den 10: e årliga BBC National Short Story Award.