Михаил Сергеевич Боярский родился 26 декабря 1949 года в Ленинграде, в семье актёров Театра имени Комиссаржевской Сергея Александровича Боярского (1916—1976) и Екатерины Михайловны Мелентьевой (1920—1992). Учился в музыкальной школе при Консерватории по классу фортепиано. После школы поступил в Ленинградский государственный институт театра, музыки и кинематографии (курс Л. Ф. Макарьева), окончив который в 1972 году, попал на прослушивание к режиссёру Театра имени Ленсовета Игорю Петровичу Владимирову и был принят в труппу. Начал театральную карьеру с участия в массовке — в спектакле «Преступление и наказание» по Ф. М. Достоевскому, где он изображал студента. Гораздо большую популярность принесла Михаилу Боярскому главная роль Трубадура в мюзикле Г. Гладкова «Трубадур и его друзья», Принцессу в котором сыграла Лариса Луппиан, вскоре ставшая его женой. В Театре Ленсовета работал до 1986 года и сыграл во многих постановках И. Владимирова той поры.

В кино актёр дебютировал в фильмах «Мосты» (1974) 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» (1977) (по пьесе Лопе де Вега).

Звёздный час Боярского настал в 1978 году, с выходом на экраны страны картины Г. Юнгвальд-Хилькевича «Д’Артаньян и три мушкетёра», в которой он исполнил главную роль. Хотя вначале режиссёр планировал снять его в роли Рошфора, затем предложил на выбор — сыграть Атоса или Арамиса, а уже потом, по ходатайству композитора Максима Дунаевского, доверил роль храброго гасконца. Благодаря д’Артаньяну и популярным песням из фильма слава актёра достигла невероятных высот, и впоследствии он сыграл эту роль в продолжениях этого фильма. 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 году был одним из ведущих телепередачи «Белый попугай».

Уйдя из Театра имени Ленсовета в 1986 году, Михаил Боярский некоторое время играл Ривареса в рок-мюзикле Александра Колкера «Овод» в Ленинградском театре им. Ленинского комсомола, а затем создал и возглавил театр «Бенефис», спектакль которого, «Интимная жизнь» (англ.) (по Н. Кауарду) в 1997 году получил приз на международном фестивале «Зимний Авиньон». В репертуаре Михаила Боярского около 500 песен. Самыми любимыми своими песнями Михаил Сергеевич считает те, что написаны Максимом Дунаевским, Виктором Резниковым и Геннадием Гладковым. Кроме прекрасных вокальных данных, Михаил Сергеевич обладает неповторимой манерой исполнения и неподрожаемым тембром голоса. Он принадлежит к числу тех певческих индивидуальностей, которых узнаёшь по первым пропетым нотам. Михаил Боярский — русский шансонье, но шансонье гораздо большего диапазона и широких возможностей, чем многие западные представители данного жанра. Его пристрастия — самое раннее и долгое — «The Beatles» (в юности актёр сам пел в рок-группе «Кочевники Савояры» с 1969 по 1974 год и писал для неё песни, а в 1995—2002 годах — в группе «Сильвер»); футбол (страстный болельщик питерского футбольного клуба «Зенит»); философские книги, мысли великих людей, в которых можно почерпнуть для себя и для своих близких нечто важное.

Михаилу Боярскому присущи взрывной темперамент, музыкальность, пластичность. Играет мужественных, обаятельных героев, смельчаков, авантюристов и нахальных проходимцев.

После выхода на экраны фильма «Человек с бульвара Капуцинов» (1987 г.), где он сыграл бандита по прозвищу Чёрный Джек, неизменной частью имиджа Боярского стала широкополая чёрная шляпа, в которой он неизменно появляется на публике, хотя впервые он появился в шляпе на радио, когда записывали «Песню мушкетёров».

В 2009 году в память об ушедшем друге Викторе Резникове записал его неизданную песню «Всё пустое». Продюсером записи выступил молодой музыкант Василий Гончаров. 24 июня 2013 года песня "Остров детства" в исполнении Михаила Боярского прозвучала на Радио России в программе "Лучшие песни страны".

Проживает в Санкт-Петербурге. Член гильдии каскадёров. Постоянный член жюри фестиваля пародий «Большая разница в Одессе».