Належав до давнього дворянського роду; предком вважається Радша, який прибув із Німеччини в Новгород наприкінці XIII ст. В. Бутурлін служив при дворі Олексія Михайловича стольником, у 1650 р. був пожалуваний в окольничі й призначений суддею в приказ Великого Двірця; в 1651 р. завідував Розбійним приказом, а в 1652 р. одержав боярський чин і посів важливий пост дворецького. В 1653 р. одержав від царя доручення «принять под свою государеву высокую руку и привести к вере Малороссию». На чолі великого посольства виїхав до Переяслава, де 8-9 січня 1654 р. прийняв присягу від гетьмана, старшини і козацтва. Був присутній на принесенні присяги властями і населенням Києва. В інші міста для прийняття присяги розіслав стольників і дворян. У суперечках, які виникали з українцями, енергійно відстоював інтереси царя: відмовився присягати за государя, ухилявся від надання пільг окремим верствам і групам. За таке «радение» на зворотному шляху, в Калузі В. Бутурліна зустрів царський посланець «с милостивым словом и спрашивал о здоровье». В Москві закінчив справу переговорами з послами Б. Хмельницького. За ці «труды» був пожалуваний «дворчеством с путем, бархатной шубой, золотым кубком, четырьмя сороками соболей и 150 рублями придачи к окладу».

У 1654 р. здійснив з царем польський похід, а у березні 1655 р. на чолі російського війська був посланий на українсько-польський театр війни для спільних дій з Б. Хмельницьким. Взяв участь у Другому західному поході (1655 р.). У вересні українсько-російські війська розгромили під Городком 10-тисячну коронну армію С. Потоцького і розпочали облогу Львова. 8 листопада Б. Хмельницький на вимогу шведів зняв облогу взявши викуп, відійшов від міста. В. Бутурлін повернувся «без успеха» в Київ, відправивши в Москву скаргу на гетьмана. В грудні 1655 р. він був викликаний до царя для пояснень, але, не доїхавши, помер в дорозі.