Boutillier est inspecteur général, professeur à l'École des Ponts et Chaussées et à l'École centrale des Arts et Manufactures.

Elève de l'Ecole polytechnique, il choisit les Ponts et Chaussées comme école d'application.
Spécialiste des chemins de fer, Il participe aux travaux de la ligne de chemin de fer de Paris à Strasbourg, de 1853 à 1855, puis à ceux de la ligne de Limoges à Périgueux. De 1856 à 1860, il participe aux travaux de la ligne de Madrid à l’Escorial, en Espagne. De 1870 à 1876, il dirige les travaux de la ligne d’Orléans à Chalon-sur-Saône. A partir de 1876, il est ingénieur en chef du service de construction et d’exploitation du chemin de fer du Midi. Puis, de 1890 à 1892, il participe aux travaux préliminaires pour le métro.


Il est membre du conseil d'administration de la Société d'encouragement pour l'industrie nationale (dès 1877 et toujours en fonction en 1893) et membre du comité des arts mécaniques de cette société.

Il est chevalier de la Légion d'honneur.