Алексей Дмитриевич Бутовский родился 21 (9 по ст. ст.) июня 1838 в местечке Пятигорцы Кременчугского уезда Полтавской губернии. По окончании Полтавского кадетского корпуса в 1856 году он был произведен в прапорщики и получил первый опыт педагогической деятельности. После непродолжительной войсковой деятельности, когда он в звании штабс-капитана командовал ротой (1864–1865), Бутовский переехал в столицу, где на долгие годы связал свою жизнь с Главным управлением военно-учебных заведений Военного министерства Российской империи, располагавшимся в здании 1-го Кадетского корпуса.
Бутовский внес огромный вклад в создание системы физического воспитания основанной на занятиях гимнастикой, фехтованием и подвижными играми, став членом комиссии при Министерстве просвещения по разработке вопроса преподавания военной гимнастики в гражданских учебных заведениях (1888). Изучая опыт преподавания физкультуры в Европе, Алексей Дмитриевич познакомился с бароном Пьером де Кубертеном, с которым стоял у истоков возрождения олимпийского движения.
В чине генерал-майора (1891) А. Д. Бутовский вошел в число учредителей и членов первого состава Международного олимпийского комитета (1894–1900), а работа Алексея Дмитриевича «Афины весной 1896 г.» стала самым полным обзором первых Олимпийских игр современности на русском языке.
Бутовский автор многих работ в области физического воспитания, таких как «Телесные упражнения и внеклассные занятия в кадетских корпусах», «Состояние шведской педагогической гимнастики», «Ручной труд и телесное развитие», «Заметки о военной гимнастике», «Вольные движения», «Подвижные снаряды» и многих других.
В 1910 году в одном из последних писем П. де Кубертену Бутовский, которому было уже 72 года, высказал свое пожелание: «Мой дорогой друг! После долгих поисков я могу с чистой совестью рекомендовать Вам человека абсолютно достойного, чтобы стать членом Олимпийского Комитета в качестве представителя России. Это господин Георгий Дюперрон, спортивный деятель, высокообразованный и очень воспитанный человек». Эта рекомендация была принята в 1913 году.
Алексей Дмитриевич Бутовский в последние годы жизни проживал на Большом пр. П. С., 15. Он умер 10 марта (25 февраля по ст. ст.) 1917 года в охваченном потрясениями Февральской революции Петрограде, и его смерть оказалась практически незамеченной. Похоронен один из основателей Международного олимпийского комитета на Новодевичьем кладбище.
