В 1627 году Фёдор Васильевич Бутурлин был назначен воеводой в Ливны, где в следующем 1628 году отбил атаки крымских татар. Ливенский воевода Ф. В. Бутурлин послал ратных людей, которые разбили противника "на речке на Фошне, меж Ливен и Курска, и изгнали татар из московских владений. В награду Ф. Бутурлину были пожалованы: кубок, соболья шуба в 76 рублей и придача к окладу.
24 марта (3 апреля) 1639 года Ф. В. Бутурлин был назначен вторым воеводой в Казань. 10 (20) января 1642 года был назначен на воеводство во Мценск. В 1643-1646 года Фёдор Васильевич Бутурлин был вторым судьей в приказе новой чети. 1 (11) марта 1646 года его отправили на воеводство в Венев, где он пробыл до 5 октября.
30 ноября (10 декабря) 1654 года Фёдор Васильевич Бутурлин вместе с бояриномВасилием Борисовичем Шереметевым был поставлен во главе русского войска, отправленного на помощь украинскому гетману Богдану Хмельницкому. Под Белой Церковью русско-казацкие войска успешно отразили атаки поляков и крымских татар.
16 (26) марта 1655 года воевода Фёдор Васильевич Бутурлин был отозван в Москву, где 29 апреля (9 мая) получил в награду за свою службу от царя атласную шубу, кубок и придачу к окладу. В 1656 году во время похода царя Алексея Михайловича на Ригуокольничий Ф. В. Бутурлин был оставлен третьим «Москву ведать».
19 (29) августа 1657 года Фёдор Васильевич Бутурлин был отправлен на воеводство в Казань, где пробыл два года. В июне 1660 года Ф. В. Бутурлин был назначен воеводой в Венев, откуда 17 (27) января 1661 года был вызван в Москву, где в течение года находился на придворной службе. В мае 1662 года Фёдор Васильевич Бутурлин был назначен воеводой в Путивль, где находился до начала 1665 года.
В январе 1673 годаокольничий Фёдор Васильевич Бутурлин скончался, оставив после себя сына Ивана.
