Intelligent et ambitieux, il fréquenta les cercles scientifiques, se lia d'amitié avec Voltaire et se fit introduire dans plusieurs salons prestigieux. Remarqué par son mémoire sur le calcul de probabilités, il fut élu à l'Académie des sciences (1734). Après six ans d’étude de la botanique, de recherches en sylviculture, de travaux de mathématiques et de physique, etc., avant de se découvrir un intérêt pour la chimie et la biologie.
En 1739, mourait Du Fay, premier intendant du Jardin du roi. Pour Buffon c’était la chance de sa vie ! Faisant valoir ses mérites, il obtint la succession de Du Fay au Jardin du roi. Toute sa vie, il ne cessa d’élargir et d’améliorer cet ensemble scientifique unique au monde qu’avait réalisé son prédécesseur. N’abandonnant pas pour autant les sciences exactes, outre diverses traductions, dont les Théorie des fluxions de Newton, et la rédaction de plusieurs mémoires, il continua des expériences dans différents domaines, telle la mise au point de la « lentille à échelons » utilisée dans les phares (1748), etc.
Mais au-delà de tous ces travaux, le grand œuvre de Buffon est son Histoire naturelle générale et particulière, en 44 volumes dont le premier fut publié en 1749 et le dernier en 1804, bien après sa mort. S’inscrivant dans le mouvement encyclopédiste des Lumières, -il collabora aussi à LEncyclopédie- ce monument était sans précédent et resta unique en matière de vulgarisation scientifique.
Magnifiquement illustré, pluridisciplinaire, des personnalités comme Daubenton, Lacepède, António Nunes Ribeiro Sanches, etc., participèrent de façon plus ou moins importante à cet ouvrage dont le succès fut de suite immense. Pourtant les critiques ne manquèrent pas. Il est vrai que la rédaction définitive étant entièrement de la main du maître, et si le style en était admirable on lui reprochait d'être d'une veine plus poétique que scientifique. Bref, de la science personnalisée à la sauce Buffon, dont il s’expliqua lors de son discours de réception à l'Académie française (1753).
Installé une bonne partie de l’année dans la propriété familiale de Montbard, dont il était seigneur, entre travail et délassement, il s’adonnait à des expérimentations zoologiques, fit construire une grande forge, véritable ensemble sidérurgique modèle, toujours visible.
S’il est parfois ambigu de qualifier Buffon de savant, il fut un vulgarisateur hors pair faisant connaître et aimer la science et, à sa façon, ouvrit la voie à la révolution scientifique, ce qui ne peut que s’inscrire à sa gloire.
Mort à Paris dans la maison qu'il habitait au Jardin du roi, après de somptueuses funérailles en l'église Saint-Médard, Buffon fut ramené à Montbard pour être inhumé dans la tombe familiale en la chapelle seigneuriale attenante l’église Sainte-Urse.
En 1794, la crypte des Buffon fut profanée. Cependant, une fois les cercueils en plomb récupérés, les profanateurs laissèrent en place, sans ouvrir la bière en bois du naturaliste.
En 1927, des fouilles dans la crypte, organisées par la Société archéologique, révélèrent un amas d’ossements mélangés car tombés des cercueils en bois qui avaient pourri. Parmi les débris, on dégagea, entre autres, un crâne en deux parties parfaitement conservées et correspondant exactement à la découpe chirurgicale des autopsies. Nul doute qu’il s’agissait du crâne de Buffon. Puis, l’ensemble des ossements furent placés dans un nouveau cercueil avant de sceller le caveau.
Lors de l’autopsie, le fils de Buffon remit le cerveau de son père à M. Faujas de Saint-Fonds, meilleur ami du défunt à la fin de sa vie, précieuse relique que conserva pieusement la famille jusqu’à ce qu’elle soit déposée, le 18 octobre 1870, dans le piédestal de la statue en marbre de Pajou, commandée, en 1776, par Louis XVI en l’honneur de Buffon qui est représenté debout.
Quant à son cœur, qui avait été confié à Suzanne Necker, il finit par disparaître.