В 1959 году его заметил представитель кинокомпании «Warner Bros.», открыв тем самым ему дорогу в Голливуд. После ряда ролей на телевидении режиссёр Роберт Олдрич пригласил Буоно в свою картину «Что случилось с Бэби Джейн?» (1962), где его коллегами стали такие голливудские звёзды как Бетт Дэвис и Джоан Кроуфорд. Первая же роль в кино принесла начинающему актёру номинацию на премию «Оскар» за лучшую мужскую роль второго плана. Далее последовали роли в кинокартинах «Четверо из Техаса» (1963), «Тише, тише, милая Шарлотта» (1964), «Величайшая из когда-либо рассказанных историй» (1965), «Молодой Диллинджер» (1965), «Под планетой обезьян» (1970) и ряде других фильмов.
Большой объём его работ пришёлся на телевидении, где Виктор Буоно в первую очередь запомнился ролью короля Тута в популярном телесериале «Бэтмен». Он также появился в телесериалах «Остров фантазий», «Такси», «Вегас», «Напряги извилины» и многих других.
Виктор Буоно скончался от сердечного приступа 1 января 1982 года в своём доме в Эппл-Валли, штат Калифорния, в возрасте 43 лет. Он похоронен рядом с матерью на мемориальном кладбище Сан-Диего.