Buchner utførte flere viktige gjæringskjemiske arbeider sammen med sin fremstående medarbeider Jakob Meisenheimer, som senere ble professor i Greifswald. For disse arbeider og hovedsakelig for oppdagelsen av den cellefrie gjæringen ble Buchner i 1907 belønnet med Nobelprisen i kjemi. Etter dette ble han kalt til professor 1909 i Breslau og i 1911 til Würzburg.