باترفیلد در محله لندن زاده شد. او یک برادر بزرگتر به نام مورگان و دو خواهر کوچکتر دارد. او از مدرسه، دوستان، پیانو، اسکواش و دو گربه‌اش لذت می‌برد. او حرفه بازیگری را در سن 6 سالگی آغاز کرد. در سال ۲۰۰۶نقشی جزیی در درام تلویزیونی "پس از توماس" و در ۲۰۰۷در فیلم "پسر رامبو" بر عهده داشت. در سال ۲۰۰۸ نقش مهمان "دونی" را در برنامه "ashes to ashes" بر عهده داشت. در همان سال در فیلم پسری در پیژامه راه راه (ساخته ) در نقش اول ظاهر شد. ایسا باترفیلد همچنین در سال ۲۰۰۸ در قسمت "آغاز پایان مجموعه "مرلین" ایفای نقش کرد که درآن نقش پسر کاهنی را بر عهده می‌گیرد که به مرگ محکوم شده‌است.

در سال ۲۰۱۰ در فیلم  و در کنار آنتونی هاپکینز ظاهر می‌شود. این فیلم با نمایشش نقدهای مثبت زیادی دریافت کرد. پس از آنها نقش اصلی فیلم ۳بعدی مارتین اسکورسیزی به نام هوگوبازی کرد. که فیلمبرداری آن از ژوئن ۲۰۱۰ تا ژوئیه ۲۰۱۱ به طول انجامید. این فیلم در ۲۳ نوامبر ۲۰۱۱ اکران شد. ایسا باترفیلد نقش نوجوانی به نام هیوگو کابرای را بازی می‌کند که در ایستگاه قطاری در پاریس زندگی می‌کند. این فیلم موفقیت‌های زیادی را در پی داشته از جمله در سال ۲۰۱۲ بدست آوردن ۵ اسکار از ۱۱ اسکاری که نامزد دریافتشان شده بود.

ایسا باترفیلد نامزد جوایز "بیشترین امید بازیگران نوظهور بریتانیا" از بفتا و "بازیگر جوان بریتانیایی سال" شد ولی به هیچکدام دست نیافت.او برنده جایزه بهترین بازیگر نوجوان از انجمن منتقدین فیلم لاس وگاس برای بازی در فیلم هوگو شد.