Nacque a Firenze il 18 apr. 1801 da Carlo e da Carlotta Prezziner. Nulla sappiamo della sua educazione artistica: nel 1824 disegnò e incise ad acquatinta le 26 tavole per l'album di Giuseppe Del Rosso, Una giornata d'istruzione a Fiesole (Firenze 1826). Nel 1826 progettò in borgo SS. Apostoli, per conto della famiglia Peppini, i bagni detti "delle antiche Terme" perché in quella località vennero rinvenuti resti di terme romane. Nel 1834 progettò e diresse i lavori dell'originale complesso del bazar Buonaiuti, grande magazzino moderno in via Calzaioli, commissionatogli dal padre.

Il 15 nov. 1834 i locali, visitati il giorno precedente dal granduca Leopoldo II, vennero aperti al pubblico: si trattava di una grande sala coperta a vetri, ove i vari negozi erano distribuiti su due piani e congiunti fra loro da uno scalone a due branche che sboccavano su un ballatoio a U.

Nella via Cavour (già via Larga), ai nn. 9-11, il B. trasformò completamente il palazzo Pucci, anticamente posseduto dalla famiglia Ughi; inserendo colonne e balconi, riuscì ad animare la facciata e a darle un gusto neoclassicheggiante. Riordinò pure l'antico palazzo Gaddi in via del Giglio n. 11. Nel 1854, sull'area della storica prigione delle Stinche (poi trasformata in cavallerizza), il B. progettò un grande teatro (l'attuale teatro Verdi), chiamato "Pagliano" dal nome del proprietario; in corso di costruzione vennero apportate al progetto alcune varianti, disapprovate però dall'architetto (altre trasformazioni sono state apportate nel 1950). Nel 1862, il B. progettò il Politeama Fiorentino (oggi Teatro Comunale) in corso Italia, costruito inizialmente a cielo scoperto, come si vede nella pubblicazione Ricordi di architettura, che dedicò a quest'opera quattro tavole.

L'ampia platea era circondata da una sola fila di palchi sui quali avevano inizio le gradinate che portavano a una loggia di coronamento a colonne, contenente, a sua volta, un'ultima gradinata detta "loggione". I proprietari si rivolsero in un secondo tempo al B. perché eseguisse la copertura della sala assieme ad altre modifiche, ma egli rifiutò sdegnosamente. Nel 1961 la sala ha subito radicali trasformazioni: si è distrutto così uno dei monumenti più significativi della seconda metà del XIX secolo a Firenze.

Nel 1864, in occasione dell'allargamento di via Tornabuoni, il B. progettò la trasformazione del palazzo Corsi, che venne arretrato e dotato di una nuova facciata tanto sulla strada suddetta quanto su via degli Strozzi. La loggetta del Cigoli, che si trovava sull'angolo di quest'ultima strada, venne smontata e collocata sulla parte opposta.

In seguito alla morte di Pasquale Poccianti, architetto del corpo dei pompieri, veniva nominato come successore il Buonaiuti. Egli rimase in attività di servizio fino alla morte avvenuta il 5 apr. 1881. Aveva sposato Rosa Bellieri.