El código tiene un par de problemas:

1. Como todas las animaciones tienene el mismo tiempo para el `setTimeout` entonces todas se ejecutarán al mismo tiempo.
2. Cuando creas el `setTimeout`  estás pasando `num` como parámetro y luego lo usas como si fuera un valor concreto cuando realmente es una array.

Lo primero lo podrías solucionar dándole haciendo que el temporizador se incremente con cada iteración del bucle `for`; y lo segundo lo puedes solucionar pasando el valor en concreto que corresponda del array.

Con esos cambios quedaría así:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    var num=[3,2,1];
    var index=0;


    for(var i=0;i<num.length;i++){

      // asignamos el valor de la posición actual con un `let`
      let numval = num[i];
      
      setTimeout(function anim(){
        $("#b"+numval).animate({ opacity: "1" }, 350 ).animate({ opacity: "0.5" }, 350);
      }, 2000*(i+1)); // hacemos que haya una separación de 2 segundos entre cada animación

    }

<!-- language: lang-css -->

    button{
      opacity:0.5;
    }

<!-- language: lang-html -->

    <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/2.1.1/jquery.min.js"></script>

    <button id="b1" type="button" class="btn btn-danger">Btn 1</button>
    <button id="b2" type="button" class="btn btn-danger">Btn 2</button>
    <button id="b3" type="button" class="btn btn-danger">Btn 3</button>

<!-- end snippet -->