In 1914 nam Butterworth dienst. Hij diende in 13th Durham Light Infantry Regiment en werd driemaal eervol genoemd in de dépêches. Hiervoor ontving hij tweemaal het Military Cross, de tweede maal echter postuum. Op 5 augustus 1916 voerde hij nadat de bevelvoerend officier was uitgeschakeld zijn compagnie aan in de eerste Slag aan de Somme nabij Pozières. Butterworth kwam om toen hij door een kogel in zijn hoofd werd geraakt. Hij werd op het slagveld begraven. De plaats van zijn graf is niet bekend, maar hij wordt genoemd op het Brits-Franse oorlogsmonument te Thiepval.