Aunque Butterworth nació en Londres, su familia se trasladó a Yorkshire poco después de su nacimiento.
En su estancia en el Trinity se fue orientando cada vez más hacia la música.
Allí conoció a Ralph Vaughan Williams, con el que hizo varios viajes por la campiña inglesa recopilando melodías populares.
Al dejar Oxford, Butterworth comenzó una carrera como crítico musical y también en la enseñanza en diversas academias de música.
Butterworth se alistó al estallar la I Guerra mundial y fue muerto por un francotirador en 1916 en la batalla de Pozières.