Nel 2014 cambiano i regolamenti e la Toyota schiera la ben più performante TS040 Hybrid, I suoi compagni di equipaggio sono Davidson e Nicolas Lapierre. L'anno inizia nel migliore dei modi per lo svizzero, che vince subito le prime due gare a Silverstone e Spa con i suoi compagni. A Le Mans, nonostante la Toyota sia la favorita, arrivano terzi a 6 giri dall'Audi n2, vincitrice della corsa, poiché Lapierre viene coinvolto in un incidente dopo un'ora mezza di gara, mentre l'altra Toyota, la n7, si ritira durante la notte per un guasto elettrico, dopo che stava dominando la gara. Ad Austin Buemi e compagni partono in pole, ma Lapierre commette un errore mentre piove e sono ancora terzi. Al Fuji, Buemi corre solo con Davidson e stravincono la gara davanti ai loro compagni sbaragliando la concorrenza, cioè Porsche e Audi. Vincono anche nella successiva gara a Shanghai, mentre in Bahrein dopo aver dominato la parte iniziale della corsa, perdono del tempo per un problema tecnico e arrivano solo ottavi, ma il piazzamento gli permette comunque di diventare campioni del mondo endurance con una gara d'anticipo. Nell'ultima gara di Interlagos arrivano secondi dietro la Porsche n14 di Dumas-Jani-Lieb, con la Toyota che diventa campione del mondo costruttori.