นายวิบูลย์ ธรรมบุตร เกิดเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 2441 ที่ตำบลในเมือง อำเภอเมือง จังหวัดกำแพงเพชร เป็นบุตรของนายทันและนางคง ธรรมบุตร

การศึกษา พ.ศ. 2450 ได้เข้ามาศึกษาในกรุงเทพฯ โดยอาศัยอยู่กับญาติซึ่งมีบ้านพักติดกับวัดสระเกศราชวรมหาวิหาร ศึกษาภาษาอังกฤษครั้งแรกกับสมเด็จพระสังฆราชญาโณทยมหาเถร

พ.ศ. 2454-2457 สำเร็จชั้นมัธยมปี่ที่ 6 จากโรงเรียนมัธยมวัดเทพศิรินทร์

พ.ศ. 2459-2460 เรียนในแผนกวนศาสตร์ (ป่าไม้) คณะยนตรศึกษา (จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย)

พ.ศ. 2461-2462 ได้รับทุนรัฐบาลไปศึกษาวิชาการป่าไม้ ณ ประเทศพม่า ได้รับประกาศนียบัตรวิชาการป่าไม้ชั้นสูง และประกาศนียบัตรปฐมพยาบาล

การรับราชการ พ.ศ. 2463 เข้ารับราชการในตำแหน่งรองผู้ช่วยเจ้ากรมป่าไม้ ชั้นสอง กรมป่าไม้และมีความเจริญก้าวหน้าในราชการตามลำดับ ในวันที่ 1 พฤษภาคม 2495 ได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการองค์การอุตสาหกรรมป่าไม้ ซึ่งดำรงตำแหน่งนี้ตลอดมา และพ้นจากตำแหน่งเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 2508

ขณะดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการองค์การอุตสาหกรรมป่าไม้ ได้รับพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้ดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตร 2 วาระ คือ

1.ระหว่างวันที่ 23 กันยายน-26 ธันวาคม 2500 ในคณะรัฐมนตรีชุดที่ 27 อันมีนายพจน์ สารสิน เป็นนายกรัฐมนตรี

2.ระหว่างวันที่ 1 มกราคม-20 ตุลาคม 2501 ในคณะรัฐมนตรีชุดที่ 28 อันมีพลโทถนอม กิตติขจร (ยศในขณะนั้น) เป็นนายกรัฐมนตรี

ได้รับพระราชทานเครื่องราชอิสริยาภรณ์ล่าสุด คือ มหาวชิรมงกุฏ เมื่อ พ.ศ. 2507

ในระหว่างที่ดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตรฯ นายวิบูลย์ ธรรมบุตร จึงเป็นนายกสภามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์โดยตำแหน่ง นับเป็นนายกสภามหาวิทยาลัยคนที่ 15

นายวิบูลย์ ธรรมบุตร ได้สมรสกับนางกุ่มศรี มีบุตรธิดา 9 คน และได้ถึงแก่อนิจกรรมเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม 2509 สิริอายุ 68 ปี 5 วัน