Buonocore ble olympisk mester i vannpolo under OL 1948 i London. Han var målvakt på det italienske laget som vant vannpoloturneringen foran Ungarn og Nederland. Italia vant alle tre kampene i finalerunden, som besto av fire lag; de vant over både Belgia og Nederland med 4-2 og vant over Ungarn med 4-3 fra gruppespillet, et resultat som ble tatt med til finalerunden. Buonocore spilte alle sju kamper som målvakt i OL-turneringen som ble avviklet i perioden 29. juli til 7. august 1948.