Belangrijke thema’s in het onderzoek van Buchheim zijn (post)kolonialisme, oorlog, herinnering en psychiatrie. Haar interesse ligt op het snijvlak tussen taal en de interacties tussen mensen. Voor haar onderzoek maakt ze dan ook vaak gebruik van brieven, dagboeken, foto’s en interviews.

Buchheim werkte onder andere mee aan het onderzoeksprogramma ‘Onafhankelijkheid, dekolonisatie, geweld en oorlog in Indonesië, 1945-1950’ over de aard, oorzaken en impact van de onafhankelijkheidsstrijd in Indonesië en Nederland.

In 2022 publiceerde ze 'Sporen vol betekenis' (Amsterdam University Press) over de persoonlijke ervaringen van burgers en militairen die de strijd om de Indonesische onafhankelijkheid van dichtbij meemaakten. Daarnaast droeg ze bij aan het, eveneens in 2022 gepubliceerde boek 'Over de grens' (Amsterdam University Press), over het extreem Nederlands geweld tijdens de Indonesische onafhankelijkheidsoorlog.