Svoje štúdium začal na Univerzite v Marburgu. V roku 1927 získal PhD titul na Univerzite v Göttingene pod vedením nositeľa Nobelovej ceny Adolfa Windausa.
Na radu Adolfa Windausa a Waltera Schöllera začal pracovať na hormónoch vyextrahovaných z vaječníkov. Tento výskum viedol ku objaveniu estrónu a iných hlavných ženských pohlavných hormónov, ktoré získal z niekoľko tisíc litrov moču.[2][3]
V roku 1931 sa stal prednášajúcim na Univerzite v Göttingene. Po dvoch rokoch sa stal profesorom na Technickej univerzite v Gdansku [4], a v 1936 po návšteve USA prijal miesto riaditeľa Inštitútu Kaiser Wilhelma pre biochémiu (neskôr premenovaný na Max Planck Inštitút pre biochémiu) v Berlíne.[5]1. mája1936 sa Butenandtat pridal ku NSDAP (člen 3716562). Ako riaditeľ sa musel venovať programom ktoré boli označované ako kriegswichtig (dôležité pre vojnu). Preto, niektoré jeho výskumy boli späté s vojenskými projektami, ako zlepšenie využitia kyslíka pre vysoko letiacich pilotov bombardérov. Zainteresovanosť s nacistickým režimom a výskum na ktorom pracoval viedol ku jeho kritike a po jeho smrti ku diskusii o jeho politickej orientácii počas nacistickej éry ktorá doteraz nie je uzavretá.[6] V roku 1945 sa inštitút premiestnil do Tübingenu kde Butenandt naďalej pôsobil ako profesor.
Muhammad Akhtar; Monika E. Akhtar. Adolf Friedrich Johann Butenandt. 24 March 1903-18 January 1995. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1998, s. 78 – 92. Dostupné online. DOI: 10.1098/rsbm.1998.0006.
Lothar Jaenicke. Adolf Butenandt: 24. 3. 1903 - 18. 1. 1995. Chemie in unserer Zeit, 1995, s. 163 – 165. DOI: 10.1002/ciuz.19950290313.
Angelika Ebbinghaus, Karl-Heinz Roth. Von der Rockefeller Foundation zur Kaiser-Wilhelm/Max-Planck-Gesellschaft: Adolf Butenandt als Biochemiker und Wissenschaftspolitiker des 20. Jahrhunderts. Zeitschrift für Geschichtswissenschaft, 2002, s. 389 – 418.
Schieder, Wolfgang. Adolf Butenandt und die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft - Wissenschaft, Industrie und Politik im "Dritten Reich". Göttingen : Wallstein-Verlag, 2004. ISBN 3-89244-752-7. S. 450.