Als Sohn eines preußischen Offiziers trat Boyen mit 15 Jahren in den Militärdienst ein und wurde aufgrund seiner Leistungen zügig befördert. Konsequent trat er für die Reformen des Freiherrn vom und zum Stein (1757–1831) ein. Boyen wurde 1807 Mitglied der Kommission für Militärreformen sowie ein Jahr später als Major an die Militärreorganisationskommission kommandiert, 1810 wurde er Direktor des Allgemeinen Kriegsdepartements. Am 2.3.1812 baten Boyen, G. von Scharnhorst (1755–1813) und N. von Gneisenau (1760–1831) um ihren Abschied, da Preußen sich mit Napoléon I. Bonaparte (1769–1821) verbündet hatte. 1813 organisierte er erfolgreich die Verteidigung Berlins gegen die französischen Truppen, nachdem er im Februar 1813 wieder in preußische Dienste als Generalstabsoffizier eingetreten war. Ein Jahr darauf ernannte König Friedrich Wilhelm III. (1770–1840) Generalmajor von Boyen zum Kriegsminister, was er bis Dezember 1819 blieb. Am 3.9.1814 wurde das von Boyen erarbeitete „Gesetz über die Verpflichtung zum Kriegsdienst“, womit in Preußen die allgemeine Wehrpflicht galt, verabschiedet. Boyen führte den Landsturm und die Landwehr ein, was zu einer beginnenden Demokratisierung des Heeres führte. Von 1841 bis 1847 war er erneut Kriegsminister. Am 19.11.1842 erhielt er als 19. die Ehrenbürgerschaft der Stadt Berlin. Nach seinem Rücktritt vom Ministeramt wurde er Generalfeldmarschall und 1848 Gouverneur des Invalidenhauses. Boyen wurde auf dem Invalidenfriedhof beigesetzt.