Исаак Ньютон в III книге «Математических начал натуральной философии» опирается на измерения величин планетных орбит, определённые из наблюдений Кеплером и Буйо. В письме к Эдмунду Галлею он упомянул Буйо как одного из своих предшественников в деле открытия закона обратных квадратов.
Родился в семье состоятельного гугенота-нотариуса, большого любителя астрономии. В возрасте 21 год обратился в католическую веру, ещё 5 лет спустя был рукоположен в священники. Некоторое время работал королевским библиотекарем, разъезжал по разным странам, скупал книги. Одновременно он изучает научные труды Коперника, Галилея и Кеплера, становится убеждённым сторонником гелиоцентрической системы мира. С помощью Мерсенна, тогдашнего координатора научной жизни Европы, Буйо близко познакомился с Гюйгенсом, Гассенди, Паскалем и другими видными учёными того времени.
В 1657 году некоторое время занимал пост секретаря французского посла в Голландии, затем вернулся к работе библиотекаря. Последние пять лет жизни служил аббатом в аббатстве Сен-Виктор, Париж.
В 1633 году, после суда над Галилеем, Буйо приостановил издание своего астрономического труда «Филолай», написанного с гелиоцентрических позиций. В 1639 году он опубликовал эту книгу в Голландии без указания имени автора.
Главный астрономический труд Буйо носит название «Астрономия Филолая» (Astronomia philolaica, 1645). В нём он не только поддержал первый закон Кеплера, согласно котором планеты движутся по эллипсам, но и указал возможный механизм обеспечения такого движения: всеобщая сила притяжения, обратно пропорциональная квадрату расстояния. Буйо, впрочем, выражался осторожно и не утверждал с уверенностью, что такая сила действительно существует.
Вёл наблюдения переменных звёзд, первым установил период изменений блеска Миры Кита в 11 месяцев (1667). Переводил астрономические сочинения Теона Смирнского, Птолемея. Занимался также исследованиями в области математики, оптики и филологии.
В апреле 1667 года Буйо был избран одним из первых членов созданного в Англии Королевского общества.
В честь учёного назван кратер на Луне.