Poseł do Parlamentu Europejskiego nieprzerwanie od 2004 r. W latach 2009-2012 pełnił funkcję przewodniczącego Parlamentu Europejskiego, będąc pierwszym i jedynym dotąd przewodniczącym tej instytucji z Europy Środkowo-Wschodniej. W 8. kadencji Parlamentu Europejskiego (2014-2019) kierował Komisją Przemysłu, Badań Naukowych i Energii. W PE był sprawozdawcą wielu ważnych raportów m.in. nowelizacji dyrektywy gazowej, rozporządzenia o bezpieczeństwie dostaw gazu czy 7. Programu Ramowego na rzecz Badań i Innowacji. W 2016 r. portal Euractiv umieścił go w rankingu EurActory40 w trójce najbardziej wpływowych osób w europejskiej polityce energetycznej. Brukselski „The Parliament Magazine” dwukrotnie (2006 i 2013), przyznał mu tytuł Europosła Roku. Jest też zwycięzcą rankingów dziennika „Rzeczpospolita” na najlepszego polskiego europosła w 2008 i 2018 r. W latach 1997-2001 Jerzy Buzek był Premierem Rządu RP, który wprowadził reformy administracji, oświaty, zdrowia i emerytalną oraz rozpoczął negocjacje w sprawie członkostwa Polski w Unii Europejskiej. Kawaler Orderu Orła Białego.