Anykštėnų emigrantų šeimoje Čikagoje (JAV) gimęs D.Butėnas, šeimai grįžus į Lietuvą ir pradėjus ūkininkauti, nuo 1933 m. augo Gečionyse netoli Andrioniškio (Anykščių r.). Progimnaziją jis baigė Anykščiuose, o Antrojo pasaulinio karo metais Ukmergėje įgijo mokytojo specialybę.
Pokario metais Vilniaus universitete D. Butėnas baigė istorijos studijas ir daugiau kaip keturis dešimtmečius, 1957-1999 m., dirbo Lietuvos centriniame valstybiniame istorijos archyve. Kiek laiko jis buvo pirmasis ir vienintelis lietuvis mokslininkas istorikas šioje įstaigoje, o ketvirtį amžiaus, 1961-1987 m. – šio archyvo direktorius. Nuo 1976 m. jis buvo istorijos mokslų kandidatas (1993 m. nostrifikuotas istorijos daktaras), du dešimtmečius dėstė Vilniaus universiteto istorikams.
Lietuvos archyvistikos istorijoje aukso raidėmis įrašyta D.Butėno iniciatyva atverti Lietuvos mokslo studijoms Lietuvos Metriką – Lietuvos Didžiosios kunigaikštystės dokumentų archyvą. 1967-1983 m. jis organizavo Lietuvos Metrikos mikrofilmų kopijų gaminimą ir atgabenimą iš Maskvos į Vilnių. Jis saugojo ir gausino Lietuvos istorijai svarbius archyvinius dokumentus, kuriuos sovietinė valdžia buvo pripažinusi menkaverčiais, taip išsaugojo Lietuvos bažnyčių metrikų knygas.
D.Butėnas parašė ir 1997 m. išleido knygą „Lietuvos Didžiosios kunigaikštystės valstybinių ir visuomeninių institucijų istorijos bruožai XIII-XVIII a.“, paskelbė per 150 mokslinių publikacijų Lietuvos senosios istorijos ir archyvų tvarkymo klausimais.
Su žmona istorike Eugenija Gintautaite-Butėniene (1927-1997) užauginęs sūnus istoriką archeologą Eugenijų ir gydytoją ortopedą Petrą, D.Butėnas palaidotas jo vaikystės parapijos Andrioniškio kapinėse, kur ilsisi jo tėvai ir žmona.