Bottéro arbeidet fra 1947 til 1958 som forsker ved Centre national de la recherche scientifique (CNRS). I 1958 ble han professor i gammelorientalsk historie ved École Pratique des Hautes Études i Paris. Bottéro var fra 1949 med i det team som utforsket det kongelige arkiv for kileskrift funnet i Mari.