В это же время он был произведен в контр-адмиралы с зачислением в Свиту Е.И.В. В феврале 1860 г. переведен на Балтийский флот с назначением начальником практической эскадры винтовых кораблей — винтовых канонерских лодок в количестве 41 единицы. В сентябре 1862 г. участвует в производстве опытов по использованию миноносного тарана канонерской лодки «Опыт», построенной в 1861 г. в С.-Петербурге и являвшейся первым бронированным кораблем в России, положившим начало развитию отечественного броненосного флота. Небольшая канонерская лодка «Опыт» была целиком построена из металла. Единственное орудие размещалось на носу за бронированным укрытием — бруствером, сделанным из 114-мм железной брони, изготовленной на кронштадтских заводах.
9 октября 1862 г. контр-адмирал Бутаков был послан в командировку в Англию. Здесь он познакомился со строительством военных кораблей с башенными орудийными установками, позволяющими вести артиллерийский огонь независимо от курса стреляющего корабля и его положения по отношению к кораблю противника. Познакомился Бутаков и с новыми системами артиллерийских орудий, изготавливавшихся на заводах Армстронга.