השלים את המשפט הבא: בוטוויניק נבחר לקבוצת האולימפיאדה הסובייטית מ-1954 עד 1964 כולל, ועזר לקבוצתו לזכות במדליית זהב בכל אחת משש הפעמים הללו. באמסטרדם 1954 הוא היה על סיפון אחד וזכה במדליית הזהב עם 81⁄2/11. לאחר מכן בביתו במוסקבה 1956, הוא היה שוב על לוח אחד, והשיג 91⁄2/13 עבור מדליית הברונזה. עבור מינכן 1958, הוא השיג 9/12 עבור מדליית הכסף על לוח אחד. ב
לייפציג 1960, הוא שיחק על לוח שני מאחורי מיכאיל טאל, לאחר שאיבד את התואר שלו לטאל מוקדם יותר באותה שנה, אבל הוא זכה במדליית זהב על לוח שני עם 101⁄2/13. הוא חזר על לוח אחד עבור וארנה 1962, השיג 8/12, אבל לא הצליח לזכות במדליה בפעם היחידה באולימפיאדה. האולימפיאדה האחרונה שלו הייתה בתל אביב 1964, שם זכה ברונזה עם 9/12, כששיחק על לוח 2, כיוון שאיבד את התואר בפני פטרוסיאן. בסך הכל, בשש אולימפיאדות, הוא זכה ב-541⁄2/73