布特列洛夫 1828 年 8 月生于喀山省奇斯波爾城，十六歲中學畢業(yè)入喀山大學數(shù)理系自然科讀書，因年幼，作為旁聽生，一年級讀了兩年。他在大學初期喜歡生物學，后來受到克拉烏斯和齊寧的影響終于獻身于化學。1849 年大學畢業(yè)后留校工作， 1851 年獲得碩士學位，論文題目為《論有機化合物的氧化反應》， 1854 年獲得博士學位，論文題目為《論香精油》。1868 年任彼得堡大學教授， 1871 年為科學院兼任教授， 1874 年常任教授。

1861 年，他在德國自然科學代表大會上作了《論物質(zhì)化學結(jié)構(gòu)》的報告，提出了化學結(jié)構(gòu)的概念以及原子間相互影響的觀點。1859 年，發(fā)現(xiàn)甲醛的聚合物。1861 年將三聚甲醛在石灰水的作用下起聚合作用而生成糖類物質(zhì)，當時叫聚甲醛糖。用人工合成獲得可以食用的碳水化合物，是現(xiàn)代科學領(lǐng)域中的一重大課題。