1899 wurde Buller aufgrund seines hervorragenden Rufs als Offizier der Oberbefehlshaber der britischen Streitkräfte im Zweiten Burenkrieg. In den Schlachten von Colenso und Spion Kop erlitt er verheerende Niederlagen gegen die Buren, deren Kampfmoral von den Briten weit unterschätzt worden war. Obgleich sich seine Untergebenen als unfähig erwiesen hatten, machte die britische Öffentlichkeit jedoch vielfach Buller für diese Niederlagen verantwortlich und verlieh ihm den Spitznamen "Reverse Buller" (Rückzugs-Buller). Im März 1900 musste er das Oberkommando an Lord Roberts abgeben und behielt lediglich den Oberbefehl über die schwächere der beiden britischen Armeen in Natal. Zuvor war es ihm noch gelungen, die burischen Linien am Tugela durch eine Änderung seiner Taktik zu überwinden und die von George Stuart White befehligte Garnison von Ladysmith zu entsetzen. Nachdem sich seine Truppen im August mit denen von Roberts vereinigt hatten und die Buren nach der Schlacht von Bergendal endgültig geschlagen schienen, kehrte Buller nach England zurück, wo er zunächst wieder seinen alten Posten in Aldershot bekleidete.