Buttisholz liegt im luzernischen Rottal, östlich der Hauptachse zwischen Luzern, Ruswil und Ettiswil. Die Gemeinde erstreckt sich über ein weites Gebiet mit Dörfern, Weilern und Einzelhöfen wie Gattwil, Guglern oder Soppensee. Der Boden wird hauptsächlich landwirtschaftlich genutzt, während Wälder und Siedlungen kleinere Anteile einnehmen. Fünf Nachbargemeinden umgeben den Ort, alle ebenfalls im Kanton Luzern.
Die ersten Spuren reichen in die Eisenzeit zurück, als am Soppensee ein Schmelzofen betrieben wurde. Alemannische Siedler prägten im 7. und 8. Jahrhundert die Ortsteile Dorf und Luternau. Im Mittelalter wechselten Gerichtsbarkeiten mehrfach, bis Luzern die Oberherrschaft übernahm. Ein bekanntes Ereignis war das Gefecht bei Buttisholz 1375, in dem Eidgenossen siegten. Nach einem verheerenden Dorfbrand 1861 wurde der Ort im spätklassizistischen Stil wiederaufgebaut.
Heute ist Buttisholz vor allem durch sein Schloss bekannt, das einst den Herren von Sonnenberg gehörte. Die Wallfahrtskapelle St. Ottilien zieht Besucher an. Historisch bedeutsam ist der Historiker Gottfried Boesch. Die Gemeinde bietet eine vollständige Schulbildung und ist verkehrlich gut angebunden, auch wenn keine Bahnlinie hindurchführt.