Como resultado das súas viaxes e ao seu traballo de observación, publicou moitas obras importantes sobre a taxonomía e a distribución das avespaleárticas.
En 1906 foi nomeado membro estranxeiro da British Ornithologists' Union (Unión Ornitolóxica Británica) e, en 1907 membro correspondiente da American Ornithologists' Union (Unión de Ornitólogos Estadounidenses).
En 1918 comezou a traballar no Museo Zoolóxico da Universidade de Moscova, ao que doou en 1924 a súa colección de aves paleárticas.
Buturlín foi un pioneiro en Rusia no estudo da diversidade de especies, e describiu máis de dçuascentas novas especies de aves.
As aves das illas Kolguev e Nova Zembla e da parte baixa do Darna. 1901
Кулики Российской Империи. Дружинина, Tula 1902
Aves da Gobernación de Simbirsk (1906)
"On the breeding-habits of the rosy gull (Rhodostethia rosea) and the pectoral sandpiper". Londres 1907
Aves do distrito do Yeniséi (1911), con Arkadi Yákovlevich Tugárinov
Unha serie de manuscritos sobre as aves do Extremo Oriente (1909–1917)
Систематические заметки о птицах Северного Кавказа. Machatschkala 1929
Определитель промысловых птиц. Советская Азия, Moscova 1933
Полный определитель птиц СССР. КИОЦ. Resumo completo das aves da URSS (en tres volumes). Moscova 1934–1941
A abtreviatura Buturlin (ás veces grafado Buturlín) emprégase pafra recoñecer a Serguéi Buturlín como autoridade na descrición e taxonomía en zooloxía.
Potapov, E. 1990. Birds and brave man in the Arctic (Explorers of Polar deserts, Russo-Japanize war and ever mysterious Ross's Gull). - Birds International, v.2 N°3, p. 72-83.
Borodina, O. E. & T. A. Gromova (2002): Сергей Александрович Бутурлин. Ulianovsk (en ruso).
Kozlova, Mariia Mikhailovna & Mirzoëiìan, Eduard Nikolaevich (2001): Сергей Александрович Бутурлин 1872-1938. Наука, Moscova. ISBN 5-0200-5199-3(en ruso).