Buchanan participé à la guerre contre le Mexique au commandement de volontaires du Maryland. Il participe aux batailles de Chapultepec, Palo Alto, Resaca de la Palma, Molino del Rey, et à la capture de la ville de Mexico. Pour son service au Mexique, Buchanan est breveté deux fois en reconnaissance de sa bravoure dans l'action. En 1847, Buchanan devient un membre vétéran du club aztèque de 1847, une société militaire d'officiers qui ont servi lors de la guerre contre le Mexique.