Après la révolution de février 1848, à laquelle il ne prend pas part, et l'instauration de la République, Garnier-Pagès le choisit comme adjoint à la mairie de Paris. Buchez s'occupe alors activement de la garde nationale et de la mise sur pied des Ateliers nationaux. Élu représentant de la Seine (le sur 34) le , il est porté à la présidence de l'Assemblée (5 mai-6 juin). Ce qui fait de lui le premier président d'une assemblée française véritablement élue au suffrage universel. Son discours inaugural est ambitieux, mais sa présidence effective ne dure qu'une huitaine de jours, et tous les partis s'accordent à reconnaître que son passage au fauteuil présidentiel aura été peu brillant.