Töötas alates 1868. aastast Peterburi Ülikooli keemiaprofessorina, hiljem akadeemikuna. Tegi ära suure töö vene mesinduse ümberkorraldamisel ja kaasaegsete mesindusvõtete propageerimisel. Kirjutas 1885. a raamatu „Kuidas pidada mesilasi”, millest veel 1929. a ilmus kaheteistkümnes kordustrükk. Selle Butlerovi raamatu tõlkis 1896. a eesti keelde toonane Tartu Ülikooli Õigusteaduskonna üliõpilane ja tulevane Eesti Vabariigi president Konstantin Päts. Tõlketeos ilmus Tartus 1897. aastal.
