Nel 1938 esordisce a Parigi esponendo al Salon des Jeunes delle illustrazioni per "Le vojage au bout de la nuit" di L.F.Céline. Due anni dopo è in Italia insieme al fratello Xavier e alla madre. Reagendo all'insegnamento di tipo tardo-cézanniano, ricevuto in Accademia, si interessa alle tecniche dei primitivi fiamminghi e dei surrealisti. Stringe amicizia con Annigoni e altri antifascisti. Tra il 1941-1942 si inaugurano le prime mostre a Milano (Galleria Manzoni e Galleria Ranzini) e a Firenze (Galleria Botti) insieme al fratello Xavier. I due fratelli insieme, tra gli altri, a Pietro Annigoni e Gregorio Sciltian sono tra i firmatari del manifesto dei "Pittori moderni della Realtà". In quel periodo, stringe, sempre assieme al fratello, un forte sodalizio con De Chirico (che nelle sue memorie annovera i due fratelli Bueno tra i dieci maggiori pittori da lui conosciuti). Nel 1948 ha il primo invito alla Quadriennale di Roma; nello stesso periodo lavora a Firenze nell'ambito della rivista d'arte astratta «Numero» di cui diventa segretario di redazione. Sono gli anni in cui stringe amicizia anche con Edoardo Sanguineti e Albert Camus. Nel 1956 espone alla Biennale di Venezia alcune composizioni di pipe di gesso, gusci d'uovo e gomitoli di spago che la critica definisce «neometafisiche». All'inizio degli anni Sessanta del Novecento entra a far parte a Firenze dell'equipe di 'Quadrante'; espone a Parigi, presentato da Giulio Carlo Argan, alla mostra "Cinq peintres de Florence" e alla Strozzina, dove propone, con Silvio Loffredo e Alberto Moretti, la prima mostra in Italia di Nuova Figurazione. Promuove, inoltre, a Firenze un incontro tra pittori, musicisti e poeti d'avanguardia fondando con essi, l'anno dopo, il 'Gruppo 70'; allestisce con Paolo Scheggi e con Piero Manzoni la prima mostra in Italia di pittura monocromatica, pitture quasi astratte realizzate ad impronta. Nel 1963 organizza a Palazzo Strozzi, sotto il patrocinio del Comune di Firenze, la mostra internazionale "La Nuova Figurazione"; prende parte alla Biennale di San Marino dedicata ad "Oltre l'Informale" e presenta a Quadrante, assieme a Lamberto Pignotti e a Giuseppe Chiari, la mostra Tecnologica. Nel 1964 presenta un gruppo di opere alla mostra "España Libr"e ed è invitato con "Homo Technologicus" alla prima mostra di poesia visiva allestita a Reggio Emilia dal Gruppo 63; organizza l'anno dopo una mostra nazionale a Firenze di arte-spettacolo che intitola "Mostra Luna Park", ripetuta nel giugno del 1966 a Ca' Giustinian di Venezia: le opere esposte, di grandi dimensioni, polimateriche e a rilievo, sono realizzate in legno per i personaggi dei 'teatrini'. Nel 1965 espone alla Galleria Numero di Venezia dei quadri-fumetti fatti in collaborazione con Emilio Isgrò. Compie esperienze di 'audiopittura', eseguite con la macchina da scrivere, espone alla Libreria Guida di Napoli (prefazione di Achille Bonito Oliva e di Gillo Dorfles). L'anno seguente dirige con Loffredo la Galleria G30 di Parigi dove vengono presentate mostre di maestri italiani d'avanguardia; è l'ideatore, assieme ad Umberto Eco, dell'antipremio "Fata"; ed è presente a Pechino con la mostra Atti impuri del Gruppo 70. Nel 1968 partecipa (con pitture monocromatiche a rilievo) alla XXXIV Biennale di Venezia (presentato in catalogo dal poema di Sanguineti "Musica Humana per Antonio Bueno") e al Sixth Annual New York Avant Garde Festival. Nel 1969 allestisce, presentato da Lucien Goldman e da Bernard Pingaud, una mostra personale alla Galleria G30 di Parigi, intitolata "Mostra neopassatista" nella quale espone il quadro "Il pompiere e la modella", tema fortunato che tornerà a rappresentare, con numerose variazioni, fino all'ultimo periodo. Annuncia la sua uscita dal Gruppo 70 e dall'avanguardia con una lettera a Sergio Salvi nella quale si autodefinisce «pittore di neoretroguardia». Si dedica definitivamente alla raffigurazione delle sue emblematiche donne, tema che non abbandonerà più. Nel 1971 presenta in catalogo la "Suite Erotique" di Picasso, edita dalla Galleria L'Indiano di Firenze e allestisce alla Galleria Inquadrature 33, assieme a Luca Alinari, la mostra "Eros & Arte" e la mostra "Alla ricerca dei maestri perduti". Dopo essere stato incaricato come professore all'Università Internazionale dell'Arte di Firenze, nel 1973, allestisce una seconda mostra personale a New York, presentata da Carlo Ludovico Ragghianti. L'anno seguente è autore delle scene e dei costumi per il balletto Pupazzetti di Alfredo Casella per il Teatro Comunale di Firenze e nel 1975 viene pubblicata presso Feltrinelli una grande monografia introdotta dal saggio "Questo è questo" di Edoardo Sanguineti. Nel 1977 fonda e dirige la rivista d'arte Visual con l'aiuto di Eugenio Miccini e di molti ex appartenenti al Gruppo 70. Nello stesso anno sono altre due le sue personali sia alla Fiera Internazionale di Basilea, sia alla Galleria Toninelli di Roma. E' il periodo in cui si dedica con crescente entusiasmo al genere dei "d'après", che aveva inaugurato qualche anno prima con omaggi a Picasso, Campigli, Seurat e Klee. Espone a Firenze per la prima volta, con una autopresentazione, i suoi d'après alla Galleria Spagnoli; presenta una personale alla ART di Basilea e viaggia tra Parigi e la Spagna. Nel 1979 allestisce la collettiva "Ab Ovo", anch'essa presentata da Menna, a Palazzo Vecchio di Firenze, ideata e realizzata in collaborazione con Alinari, Cioni, Guarnieri e Miccini. Nel 1981 tiene una grande antologica che inaugura la nuova sede d'esposizioni d'arte contemporanea a Palazzo Strozzi alla presenza del presidente Pertini. E' il periodo in cui Antonio Bueno comincia a redigere un'autobiografia che resterà incompiuta. Torna dopo dieci anni a Milano con una personale al Centro Annunciata; partecipa alle fiere internazionali di Basilea, Stoccolma e Francoforte. La Galleria Forni gli allestisce uno stand personale alla FIAC di Parigi. Nel 1984 è invitato e partecipa alla XLI Biennale di Venezia, presentato in catalogo da Giorgio Di Genova, qui propone un'ampia rassegna di "d'après" che diventeranno i dipinti fra i più importanti della sua carriera. Poco dopo, nel giugno, il Comune di Firenze organizza la mostra retrospettiva dei "Pittori Moderni della Realtà" nella Sala d'Arme di Palazzo Vecchio. Nello stesso anno, il 26 settembre, Antonio Bueno muore a Fiesole.