Внук митрополита Ивановского и Кинешемского А. И. Боярского, Михаил Сергеевич Боярский родился 26 декабря 1949 года в Ленинграде, в семье актёров Театра имени Комиссаржевской Сергея Александровича Боярского (1916—-1976) и Екатерины Мелентьевой.
Учился в музыкальной школе при Консерватории по классу фортепиано. После школы Михаил Боярский поступил в Институт театра, музыки и кинематографии (курс Л. Ф. Макарьева), окончив который в 1972 году, попал на прослушивание к режиссёру Театра имени Ленсовета Игорю Владимирову и был принят в труппу. Как и подавляющее большинство выпускников театральных вузов, он начал с массовки — в спектакле «Преступление и наказание» по Достоевскому, где он изображал студента.
Гораздо большую популярность принесла Михаилу Боярскому главная роль Трубадура в мюзикле «Трубадур и его друзья», Принцессу в котором сыграла Лариса Луппиан, вскоре ставшая его женой. В Театре Ленсовета Боярский работал до 1986 года и сыграл во многих звездных постановках Владимирова той поры.
В кино актёр дебютировал в фильмах «Мосты» (1973) и «Соломенная шляпка» (1974), а известность к нему пришла в 1975 году — после роли Сильвы в картине «Старший сын». Одной из лучших работ актёра стал Теодоро в музыкальном фильме Яна Фрида «Собака на сене» (по пьесе Лопе де Вега), до сих пор любимом зрителями.
Звёздный час Боярского настал в 1979 году, с выходом на экраны страны картины Г. Юнгвальд-Хилькевича «Д’Артаньян и три мушкетёра», в которой он исполнил главную роль — хотя вначале его намеревались снять в роли Рошфора. Благодаря д’Артаньяну и популярным песням из фильма слава актёра достигла невероятных высот, и впоследствии он сыграл эту роль в продолжениях этого фильма, впрочем, менее успешных. Популярностью пользовались работы актёра в другой серии историко-костюмных фильмов, поставленных Светланой Дружининой «Гардемарины, вперёд!» (1987) и «Виват, гардемарины!» (1991). После смерти Юрия Никулина в 1997 некоторое время вёл телепередачу «Белый попугай».
Ныне Михаил Боярский руководит им же организованным театром «Бенефис», спектакль которого, «Интимная жизнь» (англ.), по Н. Кауарду в 1997 году получил приз на международном фестивале «Зимний Авиньон».
Боярскому присущи взрывной темперамент, музыкальность, пластичность. Играет мужественных, обаятельных героев, смельчаков, авантюристов и нахальных проходимцев.
Проживает в Санкт-Петербурге. Член гильдии каскадёров.