Портрет М.Д. Бутурлина был исполнен Антроповым в Москве, где он участвовал в оформлении торжеств в связи с коронацией Екатерины II. Незадолго до этого художник был назначен надзирателем за живописцами и иконописцами в Синоде, что говорит о его популярности. На конец 1750-х – первую половину 1760-х годов приходится расцвет портретного творчества Антропова. Именно в этот период им были созданы наиболее известные камерные портреты: статс-дамы А.М. Измайловой (1759), княгини Т.А. Трубецкой (1761), парные изображения неизвестных (1760-е).

Портрет Д.И. Бутурлина решен также в рамках камерного портрета – поясного изображения небольшого размера, лаконичной композиции. Энергичное, с крупными чертами лицо, благодаря жесткой светотени, кажется словно вырубленным из дерева. Живой взгляд темных глаз, пристально смотрящих на зрителя, выражает твердость характера, обстоятельность и ясность ума. Обобщенно трактована одежда с орнаментально-плоскостно нанесенным узором по темно-синему кафтану и камзолу. Простые объемы фигуры и крупной головы, узорочье тканей, почти бестеневое пространство, локальный цвет, ясность и конструктивность художественного замысла роднят портрет с народным искусством, а также с парсуной.

К портрету существует парное изображение супруги Анны Васильевны (1763), а также парные портреты сына Михаила Дмитриевича (1763) и невестки Елены Францевны (1763, Государственный Исторический музей). Все четыре произведения составляют семейную серию и три из них, включая портрет Д.И. Бутурлина, происходят из собрания А.В. Всеволожского.

Изображая частного человека без подчеркнуто сословной принадлежности, Антропов наделяет его чертами жизненной достоверности, характерного своеобразия в восприятии натуры. Его искусство, далекое от внешней эффектности и импозантности, полно внутренней значительности и здорового жизнеутверждающего начала. Характеристики людей на портретах художника порой бывают недостаточно развернутыми и излишне прямолинейными. Но это окупается самобытным, подлинно национальным талантом Антропова, в котором проявились декоративная красочность и мудрая простота выражения.