Butterworth ingresó a la Royal Academy of Music en 1965 como Sterndale Bennett Scholar y estudió con Manoug Parikian . Luego estudió en el Conservatorio de Praga con Jaroslav Pekelský y más tarde con Viktor Lieberman en Rotterdam.
Se unió a la English Chamber Orchestra en 1971 y fue nombrado líder del Dartington Ensemble and Piano Trio en 1981.
Butterworth fue profesor titular en el Dartington College of Arts y más tarde profesor de violín en el Trinity College of Music desde 1989 hasta 2008. También fue director artístico de la Orquesta Sinfónica de las Escuelas de Londres desde 1990 hasta 2001.