El objetivo del presente estudio fue investigar los efectos de la suplementación con butirato de sodio (SB) en el crecimiento y la microbiota intestinal de terneros lecheros en precebo. Ochenta terneros Holstein recién nacidos (56 hembras y 24 machos) fueron asignados aleatoriamente a cuatro grupos de tratamiento con 20 terneros cada uno (14 hembras y 6 machos). La leche de succión para los cuatro tratamientos fue suplementada con 0, 4.4, 8.8 o 17.6 g/d de SB. Durante el experimento de 6 semanas, se registró diariamente la ingesta de materia seca, se midió el peso corporal semanalmente y se recolectaron muestras fecales rectales en la segunda semana. Se amplificaron y luego secuenciaron las regiones hipervariables V3-V4 del ARN ribosómico 16S microbiano. La suplementación con SB elevó las ganancias diarias promedio (ADGs) en la primera y segunda semana. El nivel óptimo de suplementación con SB para todo el período de precebo fue de 8.78 g/d, como se reveló al analizar el ADG de todo el período de precebo utilizando ecuaciones de regresión polinómica de segundo orden (cuadrática). La diversidad alfa (índice de diversidad de Shannon), la diversidad beta, los filos y géneros centrales, y la función de la microbiota intestinal se vieron afectados por la suplementación con SB. Además, el índice de diversidad de Shannon y los filos y géneros centrales de la microbiota intestinal se correlacionaron con los índices relacionados con el crecimiento de los terneros. En general, la suplementación con SB en la leche de succión mejoró el rendimiento de crecimiento y el desarrollo de la microbiota intestinal de los terneros lecheros de manera cuadrática, y el análisis de regresión indicó un nivel óptimo de suplementación de 8.78 g/d.