Az 1899-ben Figeacban született Boyer 11 évesen esett szerelembe a pergő filmkockákkal, tehetségét az I. világháború idején fedezték fel. Beteghordóként és ápolóként egy kórházban dolgozott, ahol rövid komikus jelenetekkel kezdte szórakoztatni a sebesült katonákat. Bár kötelességtudatból beiratkozott a Sorbonne filozófiai fakultására, inkább színészetet tanult, mígnem váratlanul lehetőséget kapott, hogy egy színdarabban átvegye a főszerepet. A húszas években már a nők kedvencének szerepkörében sütkérezett a színpadon, emellett némafilmekben kapott lehetőséget.

Hamarosan a hollywoodi álomgyár is lecsapott rá, de mivel alig beszélte a nyelvet, nem kapott jó szerepeket. A hangosfilm győzelmével azonban eljött az ő ideje: mély hangjáért rajongtak a nők, és a nyelvi akadályokat is legyűrte. Első amerikai főszerepeit még nem koronázta jelentős siker, egy röpke francia kitérő azonban Amerikában is ismertté tette nevét. A Danielle Darrieux oldalán forgatott Mayerling után válogathatott a legszebb dívák közt: az Allah kertje forgatásán Marlene Dietrich volt a partnere, a Walewska grófnőben Greta Garbo oldalán játszotta Napóleont, alakításáért Oscar-díjra jelölték.

1938-ban kapta meg egyik leghíresebb szerepét, az Algír című filmben Pepe le Moko megformálásával lett halhatatlanná. Az Algírba menekült francia tolvaj szerepe újabb Oscar-díj jelölést hozott számára. A film nyomán romantikus imázsa és hírneve a felhőket súrolta, a valóság azonban más képet mutatott. A romantikus hős korán kopaszodni kezdett, kis pocakot eresztett és jó néhány partnerénél alacsonyabb volt. Mikor Bette Davis megjelent közös filmjük, a Minden és ráadásul az ég forgatásán, először nem ismerte meg Boyert, és ki akarta tessékelni a felvételről.

1944-ben romantikus hősből a gonosz férj szerepére váltott, a George Cukor rendezte Gázlángban Ingrid Bergmant akarta őrületbe kergetni, hogy megszerezze a nő vagyont érő ékszereit. A film hatalmas siker lett, Boyert ismét Oscar-díjra jelölték.

A háború utáni évtizedekben olyan filmekben játszott, mint Az apokalipszis négy lovasa, a Fanny, a Csodálatos vagy, Júlia, vagy éppen a Mezítláb a parkban. Alkalomadtán visszatért a színpadra is, Tony-díjra is jelölték.

A romantikus hős 1978 augusztusában önkezével vetett véget életének, miután felesége rákban meghalt. A magánéletben rendkívül visszahúzódó színész 44 éven át élt Pat Paterson brit színésznővel, hiányát nem bírta elviselni. Felesége és fia mellé temették, aki szerelmi csalódásában 21 évesen követett el öngyilkosságot.