Poseł do Parlamentu Europejskiego nieprzerwanie od 2004 r.

W latach 2009-2012 pełnił funkcję przewodniczącego Parlamentu Europejskiego.

W 9. kadencji Parlamentu Europejskiego zasiada w komisji Przemysłu, Badań Naukowych i Energii (którą kierował w latach 2014-2019), obecnie jest sprawozdawcą ws. kluczowego rozporządzenia nt. unijnego rynku wodoru oraz gazu ziemnego i gazów odnawialnych. Kierował też pracami zespołu negocjacyjnego PE nad nowymi przepisami ws. obowiązku zapełniania europejskich magazynów gazu.

W ubiegłych latach w PE był sprawozdawcą wielu kluczowych raportów m.in. Funduszu Sprawiedliwej Transformacji, 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. Jest zwycięzcą rankingów dziennika „Rzeczpospolita” na najlepszego polskiego europosła w 2008 i 2018 r., a brukselski „The Parliament Magazine” trzykrotnie (2006, 2013 i 2020) przyznał mu tytuł Europosła Roku.

W latach 1997-2001 Jerzy Buzek był Premierem Rządu RP.
Kawaler Orderu Orła Białego.