Seit der Saison 2006/2007 spielt Van Buyten für den FC Bayern München. Beim deutschen Rekordmeister besitzt der Innenverteidiger einen Vierjahresvertrag bis 2010. Sein Wechsel zum bayerischem Erzrivalen wurde von den Fans des Hamburger SV als schwerer Verrat empfunden, was sich unter anderem durch Verbrennen von Van-Buyten-Schals und Fotos beim ersten Aufeinandertreffen zeigte.
Obwohl van Buyten laut der Impire-Datenbank in seiner ersten Saison für den FC Bayern zweikampfstärkster Spieler des Vereins war, wurde er wegen diverser Stellungsfehler kritisiert, weshalb Trainer Ottmar Hitzfeld in der Saison 2007/08 auf die Innenverteidiger Lúcio und Martin Demichelis setzt.