Figlio di un ecclesiastico, il giovane Samuel era destinato a seguire la carriera paterna; dopo aver compiuto gli studi e prima di entrare in seminario, però, si ribellò alla volontà della famiglia ed emigrò in Nuova Zelanda, dove fece fortuna come allevatore di pecore. Nel 1864 tornò a Londra, dove avrebbe continuato a vivere fino alla fine della sua vita.
La rivolta contro la figura paterna e, in generale, contro l’ambiente in cui era cresciuto, si riflette in tutta la sua opera.
In Erewhon (anagramma di nowhere, «in nessun luogo», 1872) offrì una satira caustica e irriverente della società vittoriana e dell'ipocrisia di cui questa era impregnata, trasfigurando questa vis polemica in una utopia.
Il rifiuto è ancora più netto ed evidente in Così muore la carne (The way of all flesh), che Butler non ebbe mai il coraggio di pubblicare, e che vide la luce in forma di libro solamente nel 1903, quando l'autore era già morto.
In questo romanzo (pubblicato in Italia da Einaudi), sulla traccia di vicende palesemente autobiografiche, Butler mise a nudo le proprie intime ossessioni, facendo ricorso a provocazioni molto forti, specialmente in considerazione dell'epoca in cui vennero espresse. Prese posizione nell'accesa discussione sul darwinismo appoggiando la teoria evoluzionistica, ma muovendo a Charles Darwin stesso l'accusa di non essere stato abbastanza riconoscente nei confronti del nonno, Erasmus Darwin, che Butler riteneva essere stato ideatore di molte delle teorie che poi sarebbero confluite ne L'origine delle specie.
I suoi Taccuini (Notebooks) furono pubblicati postumi nel 1912.

Liberamente tratto dalla voce dedicata a Butler dalla Enciclopedia Garzanti della letteratura.